매일일보 = 안광석 기자 | 세종대학교는 명승택 나노신소재공학과 교수 연구팀이 수명특성을 대폭 향상하고 기존 2차전지 리튬이온전지 대체가 가능한 수계아연이온전지용 아연 금속 음극 개발에 성공했다고 21일 밝혔다.
미래 에너지 기술인 2차전지는 최근 전기자동차 및 에너지저장시스템(ESS) 등과 같은 중대형 기기에 널리 적용되고 있다.
그러나 기존 리튬이온전지 폭발 위험성과 원재료 수급 불안정 등의 이슈가 대두되면서 대안으로 안전하면서 경제적인 차세대 ESS로 수계아연전지가 주목받고 있다.
수계아연전지는 인화성 물질인 유기용매 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 비교했을 때 물을 전해질의 용매로 사용해 안전성이 높고, 원재료 가격은 리튬의 16분의 1에 불과해 경제성 등에서도 우수하다.
그러나 아연이온전지 또한 흔히 금속 음극을 사용하는 여타 전지와 같이 날카로운 수지상 결정이 형성돼 전지 수명이 짧아지는 문제가 있었다.
명 교수팀은 이러한 기존 한계를 극복하기 위해 수명특성을 대폭 향상시킨 수계아연이온전지용 아연 금속 음극을 개발했다.
해당 연구에 사용된 아연 및 금 소재는 거의 100% 재활용이 가능하고, 물 기반 수계 전해질을 사용하는 점에 있어 환경친화적이다. 또한 폭발 가능성을 억제하고 가격 경쟁력이 우수하면서도 개선된 수명 특성을 갖는 ‘완전지’(full cell)를 구현했다.
해당 연구는 나노 및 소재기술개발사업(국가핵심소재연구단) 지원을 받아 수행됐다. 국제 SCI급 저널인 ‘Advanced Materials’(IF: 29.4)에 게재됐다.
