GIST “폭발·화재 위험 없는 대용량·고성능 전지 나온다”

[이뉴스투데이 고선호 기자] 광주과학기술원(GIST)은 신소재공학부 유승준 교수 연구팀이 수계와 유기계 전해질의 장점을 모두 갖춘 차세대 전해질을 이용해 세계 최고 수준의 성능과 효율성을 가진 ‘무흐름 아연-브롬 전지’를 개발했다고 28일 밝혔다.

연구팀은 브롬과 고체 착화물을 형성하면서 교차확산을 억제하고 덴드라이트 형성도 차단할 수 있는 다기능성 ‘브롬착화제(Bromine complexing agents)’를 활용하여 양극과 음극의 문제를 동시에 해결하는 전략을 제시했으며, 용해도 문제를 해결하기 위해 아연 이온의 양을 기존보다 3배로 늘리고 수분 함량을 30%로 최적화한 ‘수화된 깊은 공융 용매 전해질’을 개발했다.

연구팀이 개발한 새로운 전해질은 전지의 안정성과 고효율을 확보하여 고용량 장수명 충방전 성능과 함께 폭발, 화재의 위험이 없으며, 더불어 저렴하고 제조가 용이하여 대용량화에 매우 적합하다. 상용화를 통해 향후 에너지 저장 장치에 활용될 것으로 기대된다.

유 교수는 “이번 연구에서 개발한 차세대 전해질은 기존 수계 전해질의 장점(친환경, 저비용, 비발화성)은 유지하면서 낮은 효율성, 메탈전극과 물의 부반응 등 단점은 보완함으로써 향후 다양한 금속 전극 기반 전지에 전해질로 활용할 수 있을 것으로 기대된다”며, “또한 간단한 제조공정의 장점을 활용하여 대형화 및 실용화 ESS용 전지 기술 개발에 도움이 될 것”이라고 설명했다.

이번 연구는 유 교수(교신저자)가 주도하고, 임윤지 석사과정생, 이건우 석사과정생이 공동 제1저자로 수행됏으며 과학기술정보통신부‧한국연구재단, 개인기초연구 사업의 지원을 받았으며, 재료과학 분야 최상위 저널(JCR 랭킹 상위 5%, IF= 20.4)인 ‘에너지 스토리지 머티리얼즈(Energy Storage Materials)’에 지난 12일 온라인 게재됐다.