화학뉴스

국내 연구진이 기존 배터리에 비해 수명이 5배나 긴 바나듐레독스흐름전지를 개발했다.
카이스트(KAIST) 생명화학공학과 정희태·김희탁 교수 연구팀이 기존 전지보다 용량 유지율은 15배, 수명을 5배나 향상시킨 바나듐레독스흐름전지를 개발하는데 성공했다고 밝혔다.
바나듐레독스흐름전지는 신재생에너지의 발전과 함께 에너지를 효율적이고 안전하게 저장할 대용량 저장장치의 필요성이 커지면서 폭발 위험이 없는 차세대 2차전지로 기대를 받고 있다.
그러나 기존의 바나듐레독스흐름전지는 과불소계 분리막의 활물질 투과도가 높아 충·방전 효율과 용량 유지율이 매우 낮다는 한계가 있었으며 활물질인 바나듐 이온보다 작으면서 전하 운반체인 수소 이온보다 큰 기공을 갖는 분리막이 필요하다. 
연구팀은 산화 그래핀(Graphene) 간의 가교반응을 통해 바나듐레독스흐름전지에 적합한 기공 크기를 갖는 산화그래핀 골격체 분리막을 구현해 해결했다.
가교로 습기나 물을 흡수해 팽창하는 현상이 제한된 산화그래핀의 층간 간격을 선택적 이온의 투과를 위한 기공으로 활용한 것이다.
실험 결과 용량 유지율을 기존 과불소계 분리막의 15배, 충·방전 사이클 수명 또한 기존 탄화수소계 분리막보다 5배 이상 향상시키는데 성공한 것으로 파악되고 있다.
김희탁 교수는 “전지 분야의 고질적 문제인 활물질의 분리막을 통한 크로스오버 및 분리막 열화를 나노기술을 통해 해결할 수 있음을 입증한 것”이라며 “바나듐레독스흐름전지 뿐만 아니라 다양한 대용량 에너지 저장용 2차전지에 적용될 수 있다”고 강조했다.
연구 결과는 국제 학술지 Nano Letters 5월3일자 온라인판에 게재됐다. <강윤화 기자>