한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 이중기·유계성 박사팀은 세계 최초로 상온에서 액체 상태로 존재하는 갈륨·인듐 공융화합물을 사용해 금속공기전지 음극재를 개발했다고 26일 밝혔다.
기존에 유연한 특성을 가진 전지는 얇은 와이어나 시트 형태이거나 기재 표면에 전극층을 코팅해 옷감의 직물 구조처럼 엮어서 만드는 경우가 많았다. 하지만 일반적으로 사용하는 섬유만큼 유연성과 신축성을 확보하기에는 한계가 있다.
금속공기전지는 공기 중 산소를 이용한 차세대 이차전지로, 가볍고 에너지 밀도가 높은 것이 특징이다. 연구팀은 기존 고체 재료보다 에너지 밀도가 높고 수축 복원력과 구부림 특성이 뛰어난 공융액체를 활용한 금속공기전지 기술을 개발했다. 이번에 개발한 전극 물질을 섬유실 형태의 몸체 내부에 주입하면 100% 이상의 신축성과 1㎜ 이하의 반경 구부림이 가능한 전지를 구성할 수 있다.
이를 통해 고용량·고출력이 동시에 가능하면서 섬유제품같이 유연하고 수축성 있는 전지를 구현할 수 있다고 연구진은 설명했다.
이중기 KIST 박사는 "이번 연구를 통해 개발한 전지기술로 4차 산업용 웨어러블 에너지저장시스템(ESS)에 새로운 해법을 제시할 것"이라고 말했다.
이번 연구결과는 화학·물리 분야 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머터리얼즈'(Advanced Energy Materials)에 게재됐다.
남도영기자 namdo0@
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