연세대 연구팀, 영하 40도서 얼지 않는 아연전지 개발

"저온 성능 저하 전기차 고질적 배터리 문제 해결 기대"

(서울=뉴스1) 이유진 기자 = 연세대학교는 이상영 화공생명공학과 교수 연구팀이 곽상규 고려대 교수팀과 공동연구를 통해 영하 40도에서도 얼지 않고 작동하는 아연전지 개발에 성공했다고 13일 밝혔다.

연세대에 따르면 이 아연전지는 영하 40도에서 기존 리튬이온전지와 유사한 에너지 밀도를 유지하면서도 10배 이상의 높은 출력 밀도를 낸다.

이번 연구는 최근 에너지 수요 증가와 기후 변화에 대응하고자 안전하고 저렴한 차세대 이차전지 연구가 활발히 진행되는 가운데 이뤄졌다.

현재 시장을 주도하는 리튬이온전지는 글로벌 수급 불안정, 높은 제조비용, 폭발 및 화재 등의 문제가 있어 대안으로 아연전지가 주목받고 있어서다.

연세대는 "겨울철과 같은 저온 환경에서 급격한 성능 저하를 보이는 전기차의 고질적인 배터리 문제를 해결할 것으로 기대된다"고 설명했다.

아연전지는 저렴하고 지구상에 풍부하게 존재하는 아연금속을 음극으로 사용하고, 폭발 위험이 없는 물을 전해질로 사용해 안전성과 경제성이 우수한 전지 시스템으로 꼽힌다.

그러나 아연전지에 사용되는 물 기반의 전해질은 물의 어는점 이하의 환경에서는 전해질이 얼게 되면서 성능이 급격히 저하되는 문제가 발생한다.

이에 이 교수 연구팀은 '양쪽성 이온 기반 전해질'을 개발해 물 기반 전해질의 동결 문제를 효과적으로 해결했다.

이 교수는 "이번 연구는 물 기반 전해질의 고질적인 저온 성능 문제를 해결함으로써, 극저온 환경에서 기존 리튬이온전지 성능을 넘어설 수 있는 기술을 제시한 것"이라고 말했다.

그러면서 "특히 최근 전기차 시장 확대를 가로막는 큰 기술적 장애물 중의 하나인 저온에서의 성능을 해결하는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다"고 했다.

이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐다. 이 교수와 김홍이 연세대 박사, 이경민 고려대 박사가 공동 제1저자로 참여했다.

연구 결과는 국제 학술 권위지인 '에너지 및 환경 과학'(Energy & Environmental Science)에 지난 7일 게재됐다.

real@news1.kr

사회