아주대·동국대 공동 연구팀, '리튬' 대체할 보급형 배터리 음극재 개발 성공

아주대학교와 동국대학교 공동연구팀이 차세대 보급형 배터리용 음극재를 개발하는 데 성공했다.

27일 아주대는 황종국 아주대 교수와 임은호 동국대 교수 공동연수메조다공 배향을 정밀하게 조절해 높은 출력과 긴 수명을 갖는 하드카본 음극재 개발에 성공했다고 밝혔다.

연구에는 황 교수와 임 교수가 공동 교신저자로 참여했으며 박종윤 아주대 석박사 통합과정생이 1저자로 함께했다.

해당 연구 내용은 국제 저명 학술지 '어드 밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 지난달 표지 논문으로 게재됐다.

공동 연구팀은 서로 다른 두 개 이상의 고분자를 물리적으로 혼합한 다성분계 고분자 블렌드의 자기조립 현상을 활용해 2종의 모델 하드카본을 합성하고 메조다공을 통한 칼륨 이온의 저장 및 이동 방식에 미치는 영향을 체계적으로 분석했다.

이후 채널 타입 기공의 끝이 외부로 열린 개방형 메조다공성 하드카본과 탄소벽 내부로 닫힌 폐쇄형 메조다공성 하드카본을 제조해 칼륨 이온 배터리의 음극재로 적용했다.

공동 연구팀은 개방형 메조다공성 하드카본을 활용한 음극재가 폐쇄형 메조다공성 하드카본에 비해 약 30% 향상된 용량 및 출력 성능을 보인다는 것을 확인했다.

황종국 아주대 교수는 "동안 미지의 영역으로 남겨져 있던 하드카본 음극재의 구조와 성능 간의 연관성을 독립적으로 분석할 수 있는 기틀을 마련했다"며 " 나트륨 이온 배터리 같은 차세대 에너지 저장 소재 개발에도 폭넓게 응용될 수 있을 것"이라고 전했다.

이어 "이번 연구가 산업계의 하드카본 성능 최적화와 차세대 보급형 에너지 저장 기술의 발전에 중요한 역할을 할 것"이라고 덧붙였다.

한편 이번 연구는 한국연구재단의 우수신진연구사업과 한국전력공사의 지원을 받아 수행됐다.

[ 경기신문 = 박민정 기자 ]