2
부산메디클럽

UNIST, 수명 길어진 대용량 배터리용 ‘양극 소재’ 개발

이현욱 에너지 및 화공 교수팀, 화학결합 기반 소재 원리 규명

  • 이은정 기자 ejlee@kookje.co.kr
  •  |   입력 : 2020-03-05 19:11:12
  •  |   본지 15면
  • 글자 크기 
  • 글씨 크게
  • 글씨 작게
울산과학기술원(UNIST) 연구진이 전기자동차 등에 쓰이는 대용량 배터리에 필요한 ‘양극 소재’를 개발했다.

이현욱 에너지 및 화학공학부 교수팀은 영국 옥스퍼드대 마우로 파스타(Mauro Pasta) 교수팀과 함께 ‘고용량 리튬 이온 배터리용 양극 소재’를 합성하고, 이 물질의 성능 향상 원리를 규명했다고 5일 밝혔다. 리튬 이온 배터리는 리튬 이온이 양극과 음극을 오가며 전기에너지를 충전하고 방전한다.

보통 양극은 층층이 쌓인 형태(층상구조)로 만들어 리튬을 저장하도록 설계한다. 이 방식은 지난해 노벨화학상을 받은 존 구디너프 박사가 1985년 제안한 것인데, 에너지 용량이 제한된다는 단점이 있다. 층상구조를 이루는 물질 자체의 부피 때문에 리튬이 들어갈 공간을 늘리기 어려운 것이다. 리튬을 양극 물질과 화학적으로 결합하면 에너지 용량을 키울 수는 있지만, 이때는 배터리 수명이 줄어든다는 단점이 있다. 리튬과 양극 물질이 결합할 때(방전)보다 분리될 때(충전) 들어가는 에너지가 훨씬 커, 충·방전을 반복하면 전극 구조가 불안정해지고 수명도 짧아지는 것이다.

연구팀은 양극 소재의 제조 공정을 개선, 리튬과 양극 물질이 화학적으로 결합하면서도 충·방전 시 필요한 에너지 차이를 줄인 ‘이플루오르화철(FeF₂) 나노 막대 양극 소재’를 합성했다. 콜로이드 합성법을 이용해 20㎚(나노미터·1㎚는 10억 분의 1m) 수준인 단결정 양극 소재를 만든 것이다. 이 소재는 리튬을 더 많이 저장하면서도 수명은 길다.

이 교수팀은 새로운 양극 소재의 충·방전 과정을 ‘실시간 투과전자현미경 분석법’으로 분석, 성능 향상의 원리도 확인했다. 양극 소재의 표면에 철(Fe)과 리튬플로라이드(LiF)로 이뤄진 얇은 이중 층이 만들어져, 충·방전 동안 양극 소재를 보호하는 현상을 포착한 것이다. 이번 연구는 그동안 성능 향상이 어렵다고 알려진 화학결합 기반 양극 소재의 작동을 이해하고 개선하는 연구로 평가받는다. 이 교수는 “차세대 고용량 양극 소재는 도전적인 과제여서 음극 소재와 비교해 연구가 미흡했다”면서 “실시간 투과전자현미경 분석법으로 고용량 양극 소재에 대한 이해도를 높인 만큼 앞으로 양극 소재에 관한 연구도 늘어야 할 것”이라고 밝혔다. 이은정 기자 ejlee@kookje.co.kr
ⓒ국제신문(www.kookje.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
국제신문 뉴스레터
국제신문 네이버 뉴스스탠드 구독하기
국제신문 네이버 구독하기
뭐라노 뉴스

 많이 본 뉴스RSS

  1. 1북항복합환승센터 3.3m 단차분쟁, 법원 조정안 확정
  2. 2산청 대원사계곡길, 3.5㎞에서 5㎞로 연장 개통
  3. 3김장철 앞두고 재룟값 희비… 주요 채소는 내렸으나 양념은 올라
  4. 4부산 울산 경남 오후부터 비…내일까지 10∼60㎜
  5. 5[속보] 부캉이 ‘북항살이’ 한 달째…누적 방문객 150만명 넘었다
  6. 6[속보]현대제철 당진공장, 협력업체 근로자 기계 끼여 숨져
  7. 7김민석 “임기 동안 부산 직할 각오…뿌리 안착 숙제”
  8. 8북울산역세권 개발 본격화
  9. 9'여론조사비 대납 혐의' 오세훈 2심 내주 선고
  10. 10IMF, 韓잠재성장률 2년 연속 상승 전망…40년 만에 처음
  1. 1김민석 “임기 동안 부산 직할 각오…뿌리 안착 숙제”
  2. 2추미애 “사과 바라니 사과한다” 발언에 국힘 “사퇴 바라시니 사퇴하라”
  3. 3[속보]김민석, 지역축제 중 무대인사 관련 사과…"불편 끼쳐 죄송”
  4. 4울주군의원 의정비 8.3% 인상
  5. 5李대통령 “‘국무회의 공개라 말 못한다’는 거짓말…이해 안 돼”
  6. 6국힘, 秋 ‘재정 빨대’ 발언 사과에 “‘사과 바라시니까’…끝까지 오만”
  7. 7李대통령, 부천 화재 순직 소방관 조문…“영원히 기억할 것”
  8. 8[속보] 추미애 '소방 재정 빨대' 발언 사과…“폄훼 의도 없어”
  9. 9김민석, '재정 빨대' 발언 사과... "추미애에게도 사과 요청했다"
  10. 10[정가 인&아웃] 지역현안 해결사 이헌승 국힘 부산 국회의원, 국제신문 회생에도 팔 걷어
  1. 1김장철 앞두고 재룟값 희비… 주요 채소는 내렸으나 양념은 올라
  2. 2IMF, 韓잠재성장률 2년 연속 상승 전망…40년 만에 처음
  3. 3정부의 미온적 태도에 가덕도신공항 우선시공분 11월 초 착공 ‘흔들’
  4. 4[속보] ‘부캉이’ 오른쪽 지느러미 상처 관찰…출혈은 없어
  5. 5롯데 ‘러브 패밀리 페스티벌’ 부산서 첫 개최
  6. 6효성중공업, 창원 초고압차단기 신공장 준공…AI 전방수요 폭증 영향
  7. 7대미(對美) 무역수치 흑자 늘었는데, 트럼프 가만히 있을까?
  8. 8마카오 리조트 '그랜드 리스보아 팰리스' 영남권 공략 본격화
  9. 91246회 로또 1등 16명…당첨금 각 18억 8,103만 원씩
  10. 10"국민연금 한 번도 못 낸 청년 21만명…10명 중 9명은 '실직'"
  1. 1북항복합환승센터 3.3m 단차분쟁, 법원 조정안 확정
  2. 2산청 대원사계곡길, 3.5㎞에서 5㎞로 연장 개통
  3. 3부산 울산 경남 오후부터 비…내일까지 10∼60㎜
  4. 4[속보] 부캉이 ‘북항살이’ 한 달째…누적 방문객 150만명 넘었다
  5. 5[속보]현대제철 당진공장, 협력업체 근로자 기계 끼여 숨져
  6. 6북울산역세권 개발 본격화
  7. 7'여론조사비 대납 혐의' 오세훈 2심 내주 선고
  8. 8아궁이 불 지핀 후 방치…김해 목조 단독주택서 불
  9. 9경남도, 3277억 규모 올해 마지막 추경 편성…8월 호우 복구 중점
  10. 10경남도, 159.8㎞ 이순신 승전길 글로벌 여행길 육성 '속도'
  1. 1김도영의 KIA냐, 오스틴의 LG냐
  2. 2득점은 킹, 리바운드는 롱…KCC 살릴 ‘믿을맨’ 찾았다
  3. 3자금 숨통 틔웠다…LIV골프 살아날까
  4. 4[뭐라노] 롯데, 이젠 성찰할 때
  5. 5프로야구 역대급 흥행에도 쪼그라든 ‘거인 팬심’
  6. 6인종차별 당한 엄지성…英 경찰 수사
  7. 7거인 3년 연속 7위…레이예스·한동희는 날았다
  8. 8황성빈은 첫 도루왕…끝까지 뜨거웠던 타이틀 경쟁
  9. 9한화, 새 사령탑에 류지현…3년 20억원
  10. 103년 無가을로 계약 만료…김태형 감독 운명은?
우리은행
  • 국제신문 골프대회
  • 맘편한 부산
  • 부산국제마라톤
  • BNK생명나눔챌린지
  • 유콘서트
걷고 싶은 부산 그린워킹 홈페이지
국제신문 대관안내