"비싼 금속 없이 성능 UP"..전고체 배터리 해법 찾았다
【 앵커멘트 】
전기차와 스마트폰까지,우리 일상을 움직이는 배터리 기술이 빠르게 발전하고 있지만,
여전히 화재와 폭발 위험에 대한
우려가 적지 않은데요.
특히 액체 전해질을 사용하는 기존 리튬이온 배터리는 안전성이 큰 약점이었는데, 국내 연구진이 값비싼 금속을 사용하지 않고도 구조 설계만으로 더 안전한 전고체 배터리를 만들 수 있는 방법을 찾아냈습니다.
조형준 기자입니다.
【 기자 】
주차장에 세워진 전기차 하부에서
불길이 치솟습니다.
차량 배터리 열폭주는 소방대원들의
진화 작업에도 4차례나 이어졌습니다.
▶ 인터뷰 : 당시 현장 소방대원
- "화재 원인으로 추정하고 있는 것은 배터리 과충전이 아닐까…."
지난해 9월 국가 주요 행정서비스를 마비시킨
대전 국정자원 화재 역시 리튬 이온
배터리에서 시작된 걸로 확인됐습니다.
전기차의 핵심 기술 중 하나인 배터리는
액체 전해질 안에서 리튬 이온이 이동하며
작동되는데, 이 액체 전해질은 화재,
폭발에 취약하다는 한계가 있습니다.
그래서 주목받는 게 더 안전한 고체
전해질을 사용하는 전고체 배터리입니다.
하지만 이 역시 고체 안에서
리튬 이온이 빠르게 이동하기 위해선
값비싼 금속을 사용해야 한다는
또 다른 문제가 있었습니다.
KAIST 등 국내 연구진이 이 난제를
해결할 실마리를 찾았습니다.
고체 전해질 안에서 리튬 이온이
활발하게 움직일 수 있는
'통로'를 만든 건데,
산소와 황과 같은 저렴한 재료를 이용해
성능과 비용 문제를 동시에 해결했습니다.
기술의 핵심은 전자가 두 개인
'이가 음이온'을 활용하는 겁니다.
▶ 인터뷰 : 김재승 / 카이스트 신소재공학과 박사과정
- "이가 음이온이 훨씬 더 강한 음이온이기 때문에 리튬이 움직일 수 있는 길을 훨씬 더 강하게 열어줄 수 있는 기저로 작용한다."
연구 결과 전해질 내 리튬 이온의
이동 성능은 실제 배터리에 적용할 수 있는
충분한 수준까지 향상됐습니다.
▶ 인터뷰 : 서동화 / 카이스트 신소재공학과 교수
- "전기차를 가장 큰 시장으로 저희가 보고 있고요. ESS(에너지저장 장치) 이런 부분에도 적용이 가능하리라 보는데요."
이번 연구는 국제 학술지
네이처 커뮤니케이션즈에 게재됐으며
향후 폭넓은 활용이 기대됩니다.
TJB 조형준입니다.
(영상 취재: 김일원 기자)
(화면 제공: KAIST)
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조형준 취재 기자 | brotherjun@itjb.co.kr
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