본문으로 바로가기
60476183 0022020060160476183 03 0301001 6.1.12-RELEASE 2 중앙일보 0 false true true false 1590989516000 1590989582000 related

KAIST, 공기 중 산소로 충전하는 배터리 촉매 개발…"전기차 배터리에도 적용 가능"

글자크기
중앙일보

금속-유기 구조체로부터 생성된 촉매가 기공 내에 안정화하는 과정 (개략도) [사진 KAIST]

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>



국내 연구진이 공기 중의 산소로 충전되는 ‘리튬-공기 배터리’의 짧은 수명 문제를 해결할 촉매를 개발했다. 향후 전기 자동차 배터리에도 적용될 수 있을 것으로 보인다.

강정구 KAIST 신소재공학과 교수팀과 최경민 숙명여대 교수팀은 차세대 배터리로 주목받는 리튬-공기 배터리용 에너지 저장 전극 소재를 개발했다고 1일 밝혔다. 리튬-공기 배터리는 기존의 리튬-이온 배터리보다 10배 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있어 전기차용 배터리로 주목받고 있다. 게다가 공기 중의 산소를 이용해 충전하는 방식이라 친환경적이고 무게가 비교적 가볍다는 장점도 있다. 그러나 배터리 구동 시 과전압이 발생해 수명이 짧다는 한계가 있었다.

중앙일보

금속-유기 구조체를 통과한 물이 원자 수준의 촉매를 기공 내에서 생성하고 안정화하는 과정 (개략도) [자료 KAIST]

<이미지를 클릭하시면 크게 보실 수 있습니다>



연구팀은 이를 해결하기 위해 금속유기구조체(MOFs)를 이용해 1나노(nm) 이하 원자 크기의 촉매를 개발했다. MOFs는 1g만으로도 최대 축구장 크기의 표면적을 만들 수 있다. 연구팀은 MOFs가 가진 원자 크기의 기공 구조에서 만들어지는 코발트 수산화물을 이용하면 리튬-공기 배터리의 수명을 크게 개선할 수 있음을 발견했다. 연구팀이 이 촉매를 배터리에 넣어 구동한 결과 과전압이 63.9% 낮아지고 수명이 개선됐다.

강정구 교수는 "금속-유기 구조체 기공 내에서 원자 수준의 촉매 소재를 동시에 생성하고 안정화하는 기술은 수십만 개의 금속-유기 구조체 종류와 구현되는 촉매 종류에 따라 다양화가 가능하다ˮ면서 "이는 곧 원자 수준의 촉매 개발뿐만 아니라 다양한 소재개발 연구 분야로 확장할 수 있다는 의미ˮ라고 설명했다.

이번 연구결과는 지난달 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’에 게재됐다.

권유진 기자 kwen.yujin@joongang.co.kr

중앙일보 '홈페이지' / '페이스북' 친구추가

이슈를 쉽게 정리해주는 '썰리'

ⓒ중앙일보(https://joongang.co.kr), 무단 전재 및 재배포 금지
기사가 속한 카테고리는 언론사가 분류합니다.
언론사는 한 기사를 두 개 이상의 카테고리로 분류할 수 있습니다.

함께 볼만한 영상 - TV줌