서울대 강기석 공동연구팀, 생체 물질 사용 … 고용량‧친환경 LiB 구현
화학뉴스 2014.11.05
서울대학교는 공과대학 재료공학부 강기석 교수팀과 KAIST 신소재공학과 박찬범 교수팀이 공동 연구를 통해 생체 에너지 대사 소재를 모방해 차세대 리튬이온 2차전지(LiB: Lithium-ion Battery) 전극소재의 원천기술을 개발했다고 11월5일 발표했다.
고용량‧고출력 LiB 양극 소재는 코발트, 망간, 니켈, 철 등 전이금속을 기반으로 리튬 전이금속 산화물이나 리튬 전이금속 인산염 등이 사용됐다. 그러나 전이금속은 전극의 무게를 증가시켜 LiB의 고용량화에 한계가 있고 생산공정 및 재활용과정이 환경오염을 유발하는 단점이 있었다. 연구팀은 친환경적인 생체 유래 물질을 사용해 지속가능한 차세대 LiB 전극소재 가능성을 제시했다. 연구팀은 2013년 생명체를 이루는 세포의 에너지 대사활동이 LiB의 구동원리와 유사하다는 사실을 발견하고 착안해 대사활동에서 산화환원에 관여하는 생체물질을 LiB 전극소재에 세계 최초로 적용했다. 세포 호흡작용 과정에서 미토콘드리아 내에 존재하는 플라빈 아데닌 디뉴클레오티드(FAD) 분자가 수소 및 전자 전달작용을 통해 에너지를 전달한다는 점을 활용해 LiB에도 에너지를 저장할 수 있음을 밝혀냈다. 강기석 교수는 “인체 내부에 존재하는 에너지 대사물질을 이용해 무겁고 독성이 있는 중금속을 이용하지 않고도 높은 용량을 낼 수 있는 것은 고무적”이라며 “가볍고 친환경적인 LiB 구현이 가능할 것”이라고 강조했다. <화학저널 2014/11/05> |
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