차세대 배터리의 개발

차세대 배터리의 개발

앨버타 대학 연구팀은 오늘날의 리튬-이온 배터리보다 더 빠르게 충전되고 더 오래 지속될 수 있는 차세대 배터리를 개발하는데 탄소 나노물질을 사용했다고 밝혔다. 연구진은 높은 에너지 밀도와 전력밀도를 가진 차세대 배터리를 개발하기 위해 새로운 전기화학적 기술을 적용해왔다. 

이번 연구에서는 ‘유도 불소화’라고 불리는 프로세스를 사용해서 새로운 에너지 저장 기술을 개발했는데, 통상적인 개념과는 다르게 재료를 사용했다. 일반적으로 탄소는 리튬-이온배터리 속의 양극으로 사용되지만, 연구진은 음극으로 탄소를 사용하면서, 유도 불소화로 배터리를 만든 것이다. 

이 방법은 전기화학적 유도 프로세스를 이용해서 전해질에 불소 이온을 가지게 한다. 탄소 나노튜브 어레이의 유도 불소화는 탄소 나노튜브 어레이 음극에서 가역적인 불소화/탈불소화 반응과 리튬-이온 저장/방출을 활성화했다. 이중-저장 메커니즘을 가진 재충전 가능한 배터리는 2174mAhg-1의 최대 방전 용량과 우수한 사이클링 특성을 가진 4113Whkg-1의 특정 에너지를 가졌다. 

비용 효율적이고 사용하기 안전한 탄소의 장점을 그대로 갖는 이 배터리는 에너지 출력 역시 시장에서 현재 출시되고 있는 리튬-이온 배터리보다 5~8배 더 높은 것으로 알려졌다. 또한 새로운 배터리는 리튬-황 배터리(현재 프로토타입 단계), 리튬-공기 배터리(현재 개발 중에 있음) 등의 차세대 기술보다 더 나은 성능을 가지는 것으로 나타났다.

연구진은 “탄소가 이러한 높은 성능을 가진 배터리의 음극으로서 이용될 수 있다고 어떠한 사람도 알지 못했다”며 “탄소가 이와 같은 독특한 특성을 가진다는 것을 확인하기 위해 3년이라는 시간이 걸렸다”고 연구과정을 전했다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 차세대 배터리의 개발