온난화 줄이고 전기 저장하고…국내 연구진, '리튬 이산화탄소 전지' 기술 고도화

(왼쪽부터)UNIST 강석주·곽상규·안광진 교수

국내 연구진이 온실 가스인 이산화탄소를 흡수해 전기를 저장하는 ‘리튬 이산화탄소 전지’ 기술을 고도화하는 데 성공했다.

울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 강석주·곽상규·안광진 교수(사진)팀은 리튬 이산화탄소 전지의 출력을 기존 연구보다 13배 높이는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표됐다.

리튬 이산화탄소 전지는 양극의 소재로 기체인 이산화탄소를 쓴다. 공장 굴뚝을 빠져나가는 이산화탄소를 흡수해 전기를 저장하는 소재로 활용하는 것이다. 기후 변화를 완화하고 기술 문명의 핵심 장비인 전지도 만드는 일석이조 효과다.

문제는 리튬 이산화탄소 전지는 작동과정에서 성능과 수명을 떨어뜨리는 ‘과전압’ 현상이 생긴다는 점이다. 처음엔 리튬이온전지보다 수 배 강하던 리튬 이산화탄소 전지의 성능은 충전과 방전이 거듭되며 뚝뚝 떨어진다. 충·방전 횟수 자체도 100여 회에 불과하다

이를 해결하기 위해 연구진은 기존 액체 전해질 대신 질산염으로 만들어진 고체 전해질을 썼다. 또 양극 표면에는 ‘루테늄’이라는 물질로 만든 촉매를 붙였다. 모두 과전압을 막는 기능이다. 연구진은 이렇게 해서 부피 당 출력을 뜻하는 ‘전력 밀도’를 기존에 개발된 리튬 이산화탄소 전지보다 13배 향상시키고, 수명도 340회 충·방전이 가능하도록 늘렸다고 설명했다. 강석주 교수는 “고성능 충전장치의 상용화를 앞당길 기술”이라며 “향후 화성 대기에 풍부한 이산화탄소를 이용해 외계탐사 장비의 전력원으로 활용될 가능성도 기대된다”고 말했다.

이정호 기자 run@kyunghyang.com

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