한양대 안희준 교수팀, 30초 만에 완충되는 차세대 이차전지 양극소재 개발

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한양대는 유기나노공학과 안희준 교수팀이 수계아연 이온전지를 30초 이내에 충전할 수 있는 양극 소재를 개발했다고 밝혔다. 수계아연 이온전지는 물을 전해질로 사용해 폭발위험이 없어 신체에 착용할 수 있는 안전한 차세대 전지로 평가 받는다.

현재 전기차 등 대부분의 에너지저장 매체는 에너지변환 효율이 좋은 리튬이온전지를 사용하고 있다. 하지만 최근 리튬 수요가 급증하며 가격이 급등하고, 화재·폭발·유독성 등의 안전문제가 단점으로 지적받고 있다.

안 교수팀은 이런 단점을 개선하고자 초음파 화학기술로 바나듐 산화물의 폴리옥소메탈레이트 반응(Polyoxometalate reaction)을 유도, 전기전도도가 높은 바나듐 산염 나노섬유를 개발했다.

이렇게 개발된 섬유형 나노 복합체는 결정 면 사이에 삽입된 전도성 고분자에 의해 높은 전기전도도를 가지며, 1000번의 충·방전에서도 94%의 우수한 용량을 유지했다.

또 전도성 고분자 삽입에 의해 넓어진 바나듐 산염 나노섬유의 결정격자 간 거리는 충·방전 과정에서 전해질 이온의 빠른 탈·삽입을 용이하게 해 수계아연 이온 전지를 30초 이내에 완전 충전할 수 있게 됐다.

이번 연구는 유기나노공학과 안희준 교수 외 나노과학기술연구소 이세훈 박사와 박창용 박사과정, 김지창 석사가 주도하고, KIST(한국과학기술연구원) 김형석 박사와 정경윤 박사 등이 공동으로 참여했으며 또한 재료과학 분야 세계적 학술지 ‘Advanced Functional Materials’(IF=18.808)의 6월호 표지논문으로도 게재됐다. 정선 기자 newswalk@naver.com

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