엄광섭 교수팀, 국제학술지 ‘Small’에 논문 게재
국내 연구진이 기존에 전기자동차에 쓰이는 배터리 보다 수명이 4배가량 더 늘어난 리튬금속배터리 기술을 개발했다.
지스트(광주과학기술원)은 엄광섭 신소재공학부 교수팀이 구리 집전체의 전기화학적 전처리를 통해 리튬금속 전지의 용량 유지율 및 내구성을 대폭 향상시키는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다.
연구진은 유기 전해질 내에서 티오요산(Thiourea)의 리튬 질산염(LiNO3) 분해 촉매 효과를 최초로 규명하고, 이를 이용한 간단한 전기화학적 공정을 통해 리튬금속 전지 음극에 사용되는 구리 집전체 표면에 무기물이 풍부한 인공 고체막을 형성했다.
인공 고체막의 강한 물성과 이온 전도성에 의해 전지의 성능과 내구성을 떨어뜨리는 리튬 수지상 결정 성장이 억제되는 효과가 있었으며, 이는 리튬 질산염의 촉매적 분해로 생긴 다량의 무기물 때문인 것으로 확인됐다.
연구진은 개발한 구리 집전체를 사용한 리튬 금속 음극을 사용한 결과 기존 구리 집전체 대비 약 2.5배 높은 용량 유지율, 4배 이상의 수명을 갖는 리튬금속 전지를 제조하는 데 성공했다.
기존의 구리 집전체는 약 30회의 충·방전 후 70% 이하로 용량이 줄어들었지만, 새로 개발한 구리 집전체를 사용한 음극은 120회 이상의 충·방전 후에도 70% 이상의 용량을 유지하는 등 안정적인 성능을 보였다.
특히 전기화학 처리가 전압 주사와 같은 간단한 전기적 신호 적용만으로 이뤄지기 때문에 전극 제조공정을 단순화할 수 있게 된다.
엄광섭 교수는 "이번 연구 성과는 소량의 전해질 첨가제와 간단한 전기화학 표면처리로 리튬금속전지 음극용 집전체로 사용할 수 있는 충분한 안정성을 확보했다는 데에 큰 의의가 있다"면서 "향후 고에너지 리튬금속전지를 장착한 전기자동차의 상용화에 기여할 것으로 기대된다"고 밝혔다.
한편, 지스트 신소재공학부 엄광섭 교수가 지도하고 김수빈 박사과정생이 주도적으로 수행한 이번 연구는 재료 공학 분야 국제 저명 학술지인 '스몰(Small)'에 지난 22일자로 온라인 게재됐다.
이정민기자 ljm7da@mdilbo.com
- 광주인성고, 개교 50주년 맞아 '따뜻한 인성' 봉사활동 실시 광주인성고등학교가 개교 50주년을 맞아 지난 27일 '지역사회와 함께하는 행복한 동행 봉사활동'을 실시했다. 광주시교육청 제공 광주인성고등학교(이하 광주인성고)가 개교 50주년을 맞아 지난 27일 '지역사회와 함께하는 행복한 동행 봉사활동'을 실시했다.28일 광주인성고에 따르면 이번 봉사활동은 '남구장애인복지관' 및 '소화천사의집'과 맺은 업무협약의 일환으로 진행됐다.1학년 학생들과 2학년 학생들은 '남구 장애인복지관'과 '소화천사의 집'을 각각 방문해 기관 장애인 생활 시설 정비를 돕고, 같이 산책을 하는 등 교육의 장을 넓혀 지역사회와 행복한 동행을 이어가게 됐다.이를 통해 학생들은 지역사회에서 함께 살아가는 따뜻하고 바른 인성을 가진 공동체 일원으로서의 책임감을 배웠다.이경기 광주인성고 교장은 "우리 학생들이 한 학기에 한 번씩의 봉사활동이지만 다양한 봉사활동의 기회를 접하며 지역사회 일원으로서의 책임감을 키워나가길 바란다"며 "이번 봉사활동으로 학생들이 따뜻한 사회를 만들어 나가는 아름다운 초석으로 성장할 수 있기를 기대한다"고 말했다.한편 광주인성고는 '남구 장애인복지관'과 '소화천사의 집' 교외 봉사활동을 시작으로, 주별로 한 학급씩 돌아가며 장애인과 함께하는 행복한 동행, 봉사활동을 이어갈 예정이다.한경국기자 hkk42@mdilbo.com
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