화학뉴스

국내 연구진이 실내조명으로 충전하는 최고효율 배터리 시스템을 개발했다.
울산과학기술원(UNIST)은 송현곤·권태혁 교수 연구팀이 실내조명을 이용한 배터리 시스템의 에너지 효율을 13.2%까지 끌어올리는데 성공했다고 밝혔다.
염료감응 태양전지와 발전으로 얻은 전력을 저장하는 배터리가 합쳐진 형태로, 전극 소재인 리튬망간산화물(LMO)에 리튬 이온을 더 빠르게 집어넣는 방법으로 충전 효율을 높인 것으로 알려졌다.
LMO에 전기화학적 자극을 가해 입자들을 한방향으로 정렬시키고 입자 하나당 크기를 기존 26나노미터에서 34나노미터로 키움으로써 리튬 이온이 전극에 더 많이, 더 빨리 저장될 수 있도록 했다.
LMO는 리튬이온전지(LiB)에서 일어나는 반응 이외에 리튬 이온을 저장하는 또 다른 반응 경로가 있어 결정 구조를 정렬시킬 수 있었다.
리튬 이온이 배터리 전극에 단위 시간당 더 많이 저장될수록 충전 효율이 높으며 그동안 개발된 광 충전 시스템 가운데 최고 효율인 11.5%를 뛰어넘은 것으로 알려졌다.
염료감응 태양전지를 이용한 실내조명 발전은 실리콘 태양전지 등과 달리 어두운 밝기(저조도)의 빛으로도 전기 생산이 가능하지만 빛이 없는 조건에서도 안정적으로 사용하기 위해서는 생산된 전력을 저장하는 배터리 시스템이 함께 필요하다.
권태혁 교수는 “실내조명 발전은 버려지는 전기에너지를 재활용하는 기술일 뿐만 아니라 태양광 발전과 달리 장소‧날씨‧시간 제약이 없다는 장점이 있다”며 “개발된 시스템을 사용하면 실내조명으로 생산한 전기를 효율적으로 쓸 수 있을 것”이라고 강조했다.
연구 성과는 에너지 분야 국제 학술지인 ACS Energy Letters 표지 논문으로 선정돼 출판될 예정이며 LiB 고속충전 등에도 응용이 가능할 것으로 기대되고 있다. (강윤화 선임기자)