화학뉴스

국내 연구진이 리튬공기전지 수명을 향상시키는데 성공했다.
DGIST(대구경북과학기술원)는 에너지공학전공 상가라쥬 샨무감 교수팀이 차세대 2차전지인 리튬공기전지의 효율과 수명을 향상시키는 촉매 관련 핵심기술을 개발했다고 1월9일 밝혔다.
기존의 리튬공기전지의 단점들을 해결할 수 있는 원천기술로 다양한 분야에서 활용이 기대되고 있다.
리튬공기전지는 기존의 리튬이온전지(LiB)보다 에너지밀도가 3-5배 이상 높고 무게가 가벼워 차세대 2차전지로 각광받고 있으나 수명이 짧고 효율이 좋지 않다는 단점을 갖고 있다.
또 충전에 사용하는 일반적인 촉매인 백금이나 산화이리듐도 내구성이 낮고 가격이 높아 상용화에 큰 걸림돌이었다.
이에 연구팀은 리튬공기전지의 양극과 음극에 전류를 원활하게 흐르도록 도와주는 촉매로 황화니켈코발트(NiCo2S4)를 활용해 촉매를 사용하지 않았을 때보다 리튬공기전지의 방전 시 생성되는 리튬과산화물(Li2O2)를 효과적으로 분해하도록 했다.
이를 통해 충전 시 필요한 과전압을 최종적으로 감소시켜 전지의 충전효율과 용량을 개선하는데 긍정적인 영향을 미친 것으로 알려졌다.
이밖에 리튬공기전지의 그래핀 구조 표면에 NiCo2S4로 코팅해 수명 개선에도 성공했다.
전지 수명 개선은 전지가 활발히 작동하는 동안 전극 표면에서 발생하는 부가적인 화학반응을 막는데 달려 있기 때문에 NiCo2S4로 코팅한 새로운 전극을 개발함으로써 전지 수명을 낮추고 방전을 유도하는 물질과의 직접 접촉을 차단하는데 성공했다.
DGIST 에너지공학전공 상가라쥬 샨무감 교수는 “전기자동차(EV)나 로봇 등 다양한 산업 분야에서 활용이 기대되는 리튬공기전지의 상용화를 앞당겼다는데 큰 의의가 있다”며 “최종 상용화를 위해 연구를 계속할 예정”이라고 강조했다.
해당 연구는 2019년 과학기술정보통신부 대구경북과학기술원 연구운영비 지원을 통해 진행됐고 성과는 재료과학분야 세계적 학술지 Applied Catalysis B: Environmental 온라인판에 2019년 10월20일 게재됐다. (K)