[1일IT템] 금속이 없는 수성 배터리를 만들었다

텍사스A&M 조디 루텐하우스 교수팀
리튬·코발트 대신 고분자화합물 사용
1g당 115㎃h 저장 성능 보여줘

배터리. 게티이미지 제공

[파이낸셜뉴스] 해외 연구진이 금속이 없는 수성 배터리를 개발했다. 이 배터리는 현재 사용하고 있는 배터리처럼 리튬이나 코발트가 없다. 연구진은 이 배터리가 향후 신체 이식용 의료기기를 작동하는 배터리로 쓰일 수 있을 것이라고 전망했다.

텍사스A&M대학교 화학공학과 조디 루텐하우스 교수는 지난 24일 '셀 리포트 피지컬 사이언스(Cell Reports Physical Science)'에 금속 대신 고분자화합물과 물을 사용하는 배터리를 개발했다고 발표했다. 텍사스 A&M 연구진은 현재 사용하고 있는 배터리의 화재 위험을 줄이고 배터리에 사용되는 금속의 수를 줄일 수 있는 무금속 수성 배터리를 개발했다.

연구진은 이 배터리를 고체와 산환환원 활성 고분자화합물로 된 양극, 수성 전해질이 포함된 음극으로 만들었다.

이 배터리는 1g당 115㎃h를 저장했다. 충전과 방전을 거듭하는 실험 결과 50회 이상 반복해도 성능이 떨어지지 않았다.

연구진에 따르면 이 배터리는 현재 초기단계에 있으며 앞으로 다양한 응용 분야에 사용될 수 있다. 조디 루텐하우스 교수는 "우리는 이 실험을 통해 전극과 물의 상호작용이 에너지 저장 성능을 향상시킨다는 것을 보여줬다"고 말했다.

배터리는 노트북, 전화기, 로봇 진공청소기에서 보청기, 페이스메이커, 심지어 전기자동차에 이르기까지 모든 것을 작동시키는 일상 생활의 일부분이다.

또한 대부분의 배터리는 리튬이온 배터리이며 이 배터리는 잠재적으로 발화 위험과 환경적 위험을 안고 있다.

뿐만 아니라 배터리에 들어가는 리튬과 코발트는 일부 국가에서만 생산되고 있다.

루텐하우스 교수는 "이 배터리는 금속을 사용하지 않아 향후 세계적으로 배터리용 금속 수요 문제를 해결할 수 있고, 화재 위험성이 있는 휘발성 전해액을 수성으로 대체할 수 있다"고 말했다.

연구진은 전자와 이온, 물이 어떻게 전달되는지 프러시안블루 니켈 유도체와 소산 모니터링이라 불리는 아주 민감한 측정 기법을 사용해 밝혀낼 수 있었다.

[e-mail] 김만기 기자