마그네슘-황 전지를 만들기 위한 새로운 전해질

요약: 과학자들이 마그네슘-황 전지를 만드는데 사용될지도 모르는 전해질을 개발했다. 마그네슘을 가지고, 리튬보다 더 높은 저장 밀도를 이룰 수 있을 것이다. 더욱이, 마그네슘은 자연에 풍부하고, 독성이 없고 공기에서 저하되지 않는다.

그림. 음극 화합물의 전자 현미경 이미지.

(Karlsruhe Institute of Technology (KIT))가 설립한 헬름홀츠연구소(Helmholtz Institute Ulm (HIU))가 다음 및 그 다음 세대의 전지와 관련된 연구를 수행하고 있다: 이 연구팀이 이제 마그네슘-황 전지의 구축을 위해서 사용될지도 모르는 전해질을 개발했다. 마그네슘을 가지고, 리튬을 가지고 하는 것 보다 더 높은 저장 밀도를 이룰 수 있다. 더욱이, 마그네슘은 자연에 풍부하고, 독성이 없으며, 공기 중에서 분해되지 않는다. 이 새로운 전해질은 이제 저널 Advanced Energy Materials에 실렸다.

많은 전자 장비들에서, 리튬-이온 및 금속-수화물 전지들이 에너지 저장을 위해서 적용되고 있다. 과학자들은 미래 장비들의 성능과, 안전성과 비용 효율성, 지속가능성을 향상시키기 위해서 또한 이들 확립된 전지 시스템들에 대한 대안을 연구하고 있다. 다른 원소로 리튬을 대체하는 것이 그들의 목표이다. 이 목표를 위해서, 모든 전지 구성성분들을 새로 개발해야 하며, 전기화학적인 과정들을 이해할 필요가 있다.

마그네슘을 기반으로 하는 전지들은 현재 전지들에서 리튬을 대신할 매력적인 선택권으로 여겨지고 있다. 원리상, 마그네슘은 리튬보다 더 높은 에너지 밀도에 도달하게 해준다. 리튬과 대조적으로, 마그네슘의 다른 이점은 자연에 풍부한 것과, 무독성, 그리고 공기 중에서의 낮은 분해이다. 지금까지 이 영역에서 이룬 진전은 한계가 있었다. 높은 저장 용량과 전력 밀도의 마그네슘 전지를 디자인하기 위해서, 쉽게 만들 수 있고, 안정하며, 다른 용매들에서 높은 농도로 사용할 수 있는 적절한 전해질이 필요하다.

HIU에서, Maximilian Fichtner와 Zhirong Zhao-Karger가 이끈 한 연구팀이 이제 새로운 전망 있는 전해질을 제시했는데, 이것은 완전히 새로운 세대의 전지를 개발하는 것을 가능하게 해줄지도 모른다. 이 새로운 전해질은 많은 전망있는 성질들을 가진다. 그것은 매우 높은 효율성과 전례없는 전기화학적인 안정성 범위를 가진다. 덧붙여서, 이 전해질은 다양한 용매들에서 높은 농도로 사용될 수 있다. 더욱이, 이 전해질은 황 음극과 화학적으로 호환되는데, 이것은 이론적 값에 가까운 전압에서 방전될 수 있다. 또 다른 이점은 그 전해질의 매우 간단한 생산이다. “두 가지 상용가능한 표준 화학물질들인 마그네슘 아마이드(magnesium amide)와 염화 알루미늄(aluminium chloride)이 응용된다. 그것들을 원하는 용매에 넣고 저어준다. 그 다음에 이 간단한 혼합물을 전지에서 전해질로서 직접 사용할 수 있다”고 Maximilian Fichtner는 말했다.

출처 KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 마그네슘-황 전지를 만들기 위한 새로운 전해질