화학뉴스

송승완 충남대 교수 연구팀이 마그네슘이온전지를 구현할 수 있는 새로운 음극소재를 개발했다.
한국연구재단에 따르면, 마그네슘이온전지는 리튬 대신 마그네슘 관련소재를 사용하는 2차전지로 마그네슘 가격이 리튬의 약 5％ 정도로 저렴하고 상대적으로 구하기 쉬운 장점이 있다.
특히, 마그네슘이온전지 단위 부피당 에너지 밀도는 이론적으로 리튬이온전지보다 1.7배 높아 차세대 에너지 저장 장치로 주목받고 있다.
다만, 리튬이온 2차전지처럼 염과 유기용매로 구성된 전해질을 사용하면 상온에서 작동이 어렵고, 특정 용매에서는 고온에서만 활용할 수 있다는 단점이 있다.
연구팀은 마그네슘 기반 2차전지 개발을 위해 기존 마그네슘 금속음극 한계를 극복할 수 있는 새로운 마그네슘-주석(Mg2Sn) 합금 음극소재를 개발했다.
전기화학적으로 쉽게 산화하는 종전 마그네슘 메탈 음극과 달리 충·방전 시 전해질 사이에서 안정성을 확보할 수 있다.
여러 양극소재와 조합할 수 있어 다양한 마그네슘이온전지 제조가 가능하고 음극을 제조할 때 전기전도도, 용량, 출력 등을 조절해 전지 성능 향상도 가능한 것으로 알려졌다.
송승완 교수는 “상온에서 작동하는 마그네슘이온전지에 마그네슘-주석 음극소재를 적용한 첫 사례”라며 “리튬을 넘어서는 차세대 2차전지 분야의 새로운 플랫폼을 제공할 수 있을 것으로 기대한다”고 강조했다.
마그네슘이온전지 연구는 교육부·한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행했고, 논문은 전기화학 분야 국제학술지 Journal of Power Sources 11월15일자에 게재됐다.