리튬 대신 아연…이차전지 '가성비' 높였다

포스텍 박수진·김연수 교수팀

국내 연구팀이 차세대전지로 주목받는 '수계아연이온전지'의 내구성을 기존보다 약 36배 끌어올렸다.

포스텍은 21일 박수진 화학과 교수와 김연수 신소재공학과 교수 공동 연구팀이 "리튬이온전지와 비교해 화재 위험성이 낮고 원재료 가격도 16분의 1로 저렴한 수계아연이온전지의 내구성을 크게 높였다"는 연구를 국제학술지 '어드밴스트 사이언스'에 지난달 23일 발표했다고 밝혔다.

수계아연전지는 물을 전해질의 용매로 사용해 화재 위험성이 낮다. 또 아연 이온 하나당 두 개의 전자를 활용해 2차전지 중에서도 높은 이론 용량을 가진다. 충·방전을 반복하면 내구성이 급격히 떨어진다는 단점이 있다. 연구팀은 '양쪽성 이온' 분자를 활용해 이 단점을 해결했다. 양쪽성 이온 분자는 양이온성과 음이온성 작용기를 모두 갖고 있어 산성과 염기성 환경 모두에 안정성을 가진다.

연구팀은 "양쪽성 이온 분자인 '폴리설포베타인 메타크릴레이트(SBMA)'에 아연 이온을 녹여 겔 형태의 전해질을 만들었다"며 "이를 통해 전지 속 이온 사이에 견고한 결합을 형성시켰다"고 설명했다.

[고재원 기자]