화학뉴스

인공광합성 촉매기술을 이용하는 친환경 리튬공기전지 기술이 개발돼 주목된다.
숙명여자대학교 류원희 교수와 울산과학기술원 류정기 교수 공동연구팀이 인공광합성 촉매를 적용해 리튬공기전지용 촉매 시스템을 개발했다고 7월29일 밝혔다.
연구팀은 자연모사 광합성 기술에서 사용되는 물분해 촉매 물질을 리튬공기전지에 도입하고 리튬공기전지 내부 전해액에 폴리옥소메탈레이트(Polyoxometalate)라는 촉매를 분산 도포함으로써 전기화학적인 반응을 촉진시키고 용량과 수명을 크게 향상시켰다.
또 촉매인 폴리옥소메탈레이트가 형광등과 같은 생활의 빛에서 촉매 활성을 잃어버린다는 사실을 밝혀내고 해당 특성을 활용하면 빛으로 촉매 활성을 자유자재로 켜고 끄는 광 스위치로 발전시킬 수 있다는 결론을 내렸다.
현재 상용되는 리튬이온전지(LiB)는 1회 충전당 전기자동차(EV) 주행거리가 200-300km 내외에 그치는 수준이다.
반면, 리튬공기전지는 리튬이온전지보다 에너지밀도가 2-3배 높아 전기자동차 적용 시 500km 이상 장거리 운행할 것으로 기대된다.
그러나 리튬공기전지는 구동 시 생성물 때문에 전지 수명이 저하되는 한계가 있으며 성능을 향상시키기 위해서 고효율 촉매가 도입돼야 한다는 문제가 있었다.
전기자동차의 대중화를 위해서는 친환경적이고 저렴한 촉매를 도입해야 해 연구팀의 연구 결과가 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
류원희 교수는 “기초화학과 에너지·환경공학이 결합한 융합연구로 자연광합성을 모사한 인공광합성 기술이 신개념 전지기술로 적용될 수 있는 교두보를 마련했다”며 “리튬공기전지 기반의 전기자동차 상용화에 도움을 줄 것으로 기대된다”고 설명했다.
연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구사업(신진연구)의 지원으로 수행됐으며 국제전문학술지 ACS Catalysis에 6월25일 게재됐다. <강윤화 기자>