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[파이낸셜뉴스] 한국에너지공과대학교 서동한 교수팀이 화재 위험성이 없는 재생에너지 저장용 아연이온 배터리의 양극재료를 쉽고 빠르게 만드는 기술을 개발했다. 이 기술은 배터리 양극재를 기존 방식보다 최대 36배 더 빠르게 만들 수 있으며, 에너지 소모도 기존의 5%만 사용해도 된다.
한국신용불량자12일 서동한 교수팀에 따르면, 새로운 방식으로 만든 양극 활물질은 1그램(g)만으로도 한 번 충전으로 324밀리암페어시(mAh)의 전기를 저장할 수 있어 배터리를 더 오래 사용할 수 있다. 또한 4000번 이상 충전과 방전을 반복해도 배터리 성능의 95.8%를 거의 그대로 유지하는 뛰어난 안정성까지 확보했다.
이번 연구는 '플라 신용불량자 확인방법 즈마 보조 수열 합성법'이라는 새로운 공정 개발에 중점을 뒀다. 기존 이차전지 양극재를 만들던 졸겔, 수열합성, 고상법 등의 방식들은 일반적으로 4시간에서 최대 48시간까지 오래 걸렸고, 200도가 넘는 뜨거운 온도에서 작업을 해야 했다. 이 방식은 에너지를 많이 썼고, 공정 내부를 들여다볼 수 없는 '블랙박스' 같아서 재료의 구조를 마음대로 조절하기 어렵 아파트담보대출영업 다는 단점이 지적돼 왔다.
연구진이 개발한 플라즈마 수열합성법은 이러한 기존 방법의 한계를 해결했다. 새로운 방법은 양극재를 만드는 시간을 80분도 안 되게 줄였고, 온도는 200도 아래로 낮출 수 있었다. 에너지 소모는 기존 방법보다 최소 20분의 1 수준으로 줄였다. 게다가 이 과정은 실시간으로 재료가 변하는 모습을 보고 조절할 수 핸드폰 요금 미납 있는 장점도 있다. 연구진은 "여러 종류의 바나듐 원료에도 이 방법이 잘 통한다는 점을 보여줘 앞으로 다양한 산업 분야에서 널리 쓰일 수 있을 것"이라고 설명했다.
연구진은 이 플라즈마 수열합성법으로 아연전지에 쓰이는 '바나듐 산화물'이라는 양극재를 만들었다. 이 양극재는 여러 겹의 층으로 된 구조 속에 물 분자를 가지고 있다. 연구진은 대학생환승론 이 물 분자가 아연 이온이 더 잘 움직이도록 돕고, 충전과 방전을 반복해도 재료가 부서지지 않도록 튼튼하게 만드는 원리를 밝혀냈다.
한편, 이번 연구는 제1저자로 한국에너지공과대학교 최선우 학부생과 김선우 박사후연구원, 한국전자기술연구원 황치현 박사가, 교신저자로 한국에너지공과대학교 서동한 교수와 한국에너지기술연구원 울산차세대전지연구개발센터 최신호 센터장이 참여했으며, 이번 연구성과를 재료 분야 국제학술지 '스몰 스트럭처즈(Small Structures)'에 발표했다. 또한 이번 연구는 한국전력 Open R&D 한계돌파형 과제인 '고에너지밀도 장수명 충전개시형 수계 이차전지'와 한국에너지기술평가원 지능형 전기안전 인력양성 사업에 의해 지원됐다.
monarch@fnnews.com 김만기 기자
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