리튬이온전지 보다 수명 30배 긴 이차전지 개발

KAIST 김희탁 교수 연구팀

국내 연구진이 이온이 이동하는 전해질을 물로 사용해 화재 위험성이 없는 이차전지를 개발했다. 이 전지는 리튬이온전지의 30배에 달하는 높은 충·방전 전류밀도 100㎃/㎠에서 5000 사이클 이상 작동해도 성능이 유지됐다고 연구진은 설명했다.

한국과학기술원(KAIST)은 생명화학공학과 김희탁 교수 연구팀이 모든 레독스 흐름 전지 가운데 가장 수명이 긴 수계 아연·브롬 레독스 흐름 전지를 개발했다고 5일 밝혔다. 김희탁 교수는 "차세대 수계 전지의 수명 한계를 극복하기 위한 새로운 기술을 제시한 게 이번 연구의 성과"라고 말했다.

레독스 흐름 전지는 양극 및 음극 전해액 내에 활물질을 녹여서 외부 탱크에 저장한 후 펌프를 이용해 전극에 공급하면 전극 표면에서 전해액 내의 활성 물질의 산화·환원 반응을 이용해 에너지를 저장하는 전지다.

연구진은 충방전때 음극에 아연이 쌓여 부풀어 오르는 문제를 해결해 수명을 늘리는데 성공했다.

연구진은 또 고밀도의 결함 구조를 지닌 탄소 전극을 아연-브롬 레독스 흐름 전지에 적용했다. 그결과 전류밀도 100㎃/㎠에서 5000번 이상 충·방전해도 97% 이상의 성능을 유지했다.

김희탁 교수는 "기존 리튬이온전지보다 저렴할 뿐만 아니라 에너지 효율 80% 이상에서 5000 사이클 이상 구동이 가능하다는 점에서 신재생에너지의 확대 및 ESS 시장 활성화에 기여할 것"이라고 말했다.

[e-mail] 김만기 기자