국내 연구진 '기존 배터리 용량의 5배' 이차전지 저장기구 발견

국내 연구진이 기존 배터리 용량의 5배에 달하는 차세대 이차전지 개발을 이끌 새로운 리튬 저장 반응기구를 발견했다. 22일 성균관대 김지만(화학과)·윤원섭 교수(에너지과학과), 한양대 김한수 교수(에너지공학과), 삼성전자종합기술원 소재연구센터 손정국 박사 공동연구팀은 나노 구조화된 금속 산화물의 비이상적 리튬 저장거동을 관찰해 리튬이차전지 음극활물질의 새로운 리튬 저장 반응 기구에 대한 논문을 발표했다. 연구팀은 규칙적인 나노 구조를 갖는 몰리브데늄 산화물이 이론적인 리튬 저장양의 2배 이상을 가역적으로 저장할 수 있고, 나노 물질이 가지는 새로운 리튬 저장 공간이 존재할 수 있음을 세계 최초로 보고했다.

연구팀은 이번 연구를 통해 고효율 및 고용량 전극 소재 개발 가능성과 나노 구조화된 전극 활물질이 리튬을 금속성 클러스터 형태로 저장 할 수 있는 새로운저장 반응 기구를 명확히 규명했다.

따라서 이러한 신규 에너지 저장 거동을 이용하면 기존 음극 용량 대비 5배 이상을 상회할 수 있는 혁신적인 배터리 디자인이 가능할 것으로 예측했다.

논문의 제 1저자인 삼성전자종합기술원 손정국 박사는 "나노 사이언스에 기반한 새로운 리튬 이온 저장 모델을 세계 최초로 제시함으로써 이론 용량 이상의 고용량 에너지 저장 구현이 가능한 신규 전극 소재 개발 가능성을 열었다는데 의미가 있다"고 설명했다.

이번 연구는 융합과학 분야의 권위 있는 학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈'에 3월 22일자로 게재됐다.

[e-mail] 김병덕 기자