[캠퍼스人+스토리]
|
|
22일 세종대에 따르면 미래 에너지산업에서 주목받는 핵심 기술인 이차전지에서 리튬이온전지의 불안정성 등을 극복하는 수계아연전지가 주목받고 있다.
수계아연전지는 인화성 물질인 유기용매 전해질을 사용하는 리튬이온전지와 비교했을 때, 안전성과 경제성 등에서도 우수한 친환경 대용량 에너지 저장장치로 인정받지만, 날카로운 수지상 결정이 형성되는 문제를 공유한다.
이로 인해 전지 수명이 짧아지게 되는데, 명 교수팀 연구에서 단위 면적(cm2) 당 2.96원에 해당하는 수 나노미터 두께의 금 코팅층을 균일하게 적용했고 금의 아연 친화적인 특성으로 인해 수지상 결정의 형성을 억제하는 메커니즘을 규명했다.
첫 아연의 증착(deposition)에서 아연과 금의 합금이 이루어지며, 이는 전극 표면에 균일한 전기장을 분포를 유도하여 결과적으로 나노 두께를 가진 금 코팅층 속에 아연입자가 지속적으로 균일하게 증착되어 높은 전류밀도에서도 1만 사이클이 넘는 우수한 수명 특성을 보임을 확인했다. 또 이러한 금 코팅층에 균일하게 증착되는 현상을 '포섭 효과 (embracing effect)'라고 명명했다.
본 연구에서 사용된 아연 및 금 소재는 거의 100% 리사이클이 가능하며, 물 기반 수계 전해질을 사용하는 점에 있어서 환경친화적이다. 또한 폭발 가능성을 억제하고 가격 경쟁력이 우수하면서도 개선된 수명 특성을 갖는 완전지(full cell)를 구현했다.
해당 연구는 나노 및 소재기술개발사업(국가핵심소재연구단) 지원을 받아 수행됐다.
