국내 연구진이 배터리 효율을 높이는 신개념 고분자 전해질을 개발했다.
박문정 포항공대(POSTECH) 화학과 교수·통합과정 김경욱씨, 김온누리씨 연구팀은 새로운 고분자 전해질을 개발해 배터리 효율을 높이고 이온성 액체가 누출되는 치명적인 문제점을 해결했다고 12월13일 밝혔다.
연구진이 개발한 고전도성 고분자 전해질은 2-3나노미터 크기의 이온결정을 기반으로 만든 것으로 세계에서 최초로 개발된 것이어서 주목된다.
고분자 전해질 연구에서 중요한 것은 이온이 잘 분리되고 잘 움직여서 효율을 높게 만드는 것이나 기존 고분자 전해질 연구에서는 이온 2개가 각각 반대방향으로 동시에 움직이는 분극현상이 나타나 효율이 낮아지고 전극에 축적되면 전압까지 낮아지는 문제가 있었다.
결과적으로 시간이 지날수록 배터리 성능을 떨어뜨리는 요인으로 작용했다.
연구팀은 해당 문제를 해결하기 위해 단일이온 전도체와 하나의 이온만 움직이는 전해질을 개발했다.
음이온을 움직이지 못하게 고정하고 양이온만 움직이게 만들어서 분극현상을 원천적으로 해결한 것으로 알려졌다.
그동안 단일이온 전도체를 배터리 시스템에 이용하지 않았던 이유는 이온전도도가 낮기 때문이었다.
하지만, 연구진이 새로 개발한 고분자 전해질은 이온해리도를 78로 높임으로써 이온전도도를 향상시킨 것으로 알려졌다.
이온성 액체 기반 고분자 전해질의 고질적인 문제점이었던 이온성 액체 누출도 고체상의 이온결정을 형성시킴으로써 해결했다.
박문정 교수는 “이온결정 기반 단일이온전도성 고분자는 심각한 분극현상과 이온성 액체 누출이란 문제점을 동시에 해결했다는 점에서 매우 고무적인 결과”라고 강조했다. (K)