| 전남대, 고성능 포타슘 금속전지 개발 새로운 포타슘 황화물 소재 고안·합성 임채만 기자 |
| 2022년 02월 07일(월) 19:30 |
전남대 차세대배터리연구실 소속 박지민, 정예슬 석사과정생은 포타슘 금속 표면과의 자발적 화학반응을 통해 전기전도 및 이온전도가 매우 높은 물질을 형성시킬 수 있는 새로운 포타슘 황화물 소재를 고안, 합성하는데 성공했다.
이로써 그동안 포타슘 금속전지의 가장 큰 약점으로 지적돼 온 ‘안정성’을 확보할 수 있게 됐다. 동시에 다양한 전산 모사 기법과 고도 분석을 통해 그 메커니즘까지 규명해 내기도 했다.
실제 연구팀이 새로 개발한 소재를 사용한 고성능 포타슘 금속전지는 급속 충·방전 조건에도 500회 이상 안전하게 사용할 수 있는 것으로 나타났다.
기존의 포타슘 금속 전지는 고에너지밀도 구현이 가능해 현재 상용화된 리튬이차전지를 대체할 수 있는 차세대 전지로 기대됐으나, 리튬 금속보다 화학적·전기화학적 반응성이 훨씬 커 안전성에 문제를 야기하는 침상결정 형성을 막기 어렵고, 계면 불안정성으로 인해 전지의 화재를 유발하는 치명적인 한계를 드러내 왔다.
이 연구결과는 전기화학 분야의 세계적 권위지인 미국 학술지 ‘ACS Energy Letters’(영향력 지수 23.101, JCR 상위 2.5%) 1월호에 표지논문으로 게재됐다.
연구를 주도한 학생들은 “김재국, 황장연 교수팀의 이차전지 전문 인력양성사업(한국산업기술진흥원)과 차세대 배터리 연구실사업(한국연구재단)의 지원으로 구축된 연구인프라를 활용함과 동시에 선양국 교수팀(한양대), 시쟈오 박사팀(찰머스 공과대학교) 등 국내외 우수 연구그룹들과의 유기적인 네트워크를 통해 이같은 성과를 거둘 수 있었다”고 말했다./임채만 기자
임채만 기자