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올해 노벨화학상의 영예는 스마트폰과 노트북을 비롯해 전기차에 활용되고 있는 리튬이온 이차전지를 개발하는 데 공헌한 3명의 과학자에게 돌아갔다. 존 구디너프 미국 텍사스대학 교수와 스탠리 위팅엄 미국 뉴욕주립대 빙햄턴 대학 교수, 요시노 아키라 일본 아사히가세이 연구원 겸 메이조 대학 교수가 그 주인공이다. 이 중 일본 출신의 과학자 요시노 교수는 아사히가세이라는 기업에서 일하던 시절 재직 시절 리튬이온 배터리를 세계 최초로 상용화해 특히 눈길을 끌고 있다. 아사히가세이는 1931년 출범한 종합화학회사다. 섬유로 출발했지만...

전기차 시장이 활성화하며 고성능 리튬이온전지 수요가 늘어나고 있다. 리튬이온전지용 음극소재로 보통 흑연이 쓰인다. 과학계에선 전지 용량을 흑연보다 이론상 10배 이상 높일 수 있는 실리콘으로 대체하려는 연구가 활발하다. 그러나 충방전시 실리콘이 팽창하며 구조가 붕괴돼 성능이 떨어지는 현상이 문제였다. 박민식 경희대 정보전자신소재공학과 교수와 문장혁 중앙대 에너지시스템공학부 교수, 김정호 호주 울런공대 교수 등 공동연구팀은 규칙적 패턴이 반복되는 다공성 3차원 나노구조체인 ‘자이로이드’ 구조의 차세대 리튬...

국내 연구팀이 리튬공기전지의 수명을 약 10배, 용량을 최대 6배 이상 늘리는데 성공했다. 리튬공기전지는 흔히 쓰이는 리튬이온 2차전지보다 에너지 밀도가 3~5배 높아 차세대 배터리로 평가받는다. 울산과학기술원(UNIST)은 송현곤∙곽상규 에너지및화학공학부 교수 공동연구팀이 생체반응을 모방한 촉매를 개발해 리튬공기전기의 성능을 높이고 수명을 늘리는데 성공했다고 8일 밝혔다. 리튬공기전지는 양극에서 반응에 관여하는 물질로 산소를 사용해 전지 무게가 가볍고 친환경적이라는 장점이 있다. 하지만 전기를 사용하며 발생하는 활성산...

실리콘의 전기 전도도를 높여 전기차에 사용되는 리튬이온전지의 용량과 충전 속도를 높일 수 있는 기술이 개발됐다. 울산과학기술원(UNIST)은 이준희 에너지및화학공학부 교수 연구팀과 박수진 포스텍 화학과 교수 연구팀이 공동연구를 통해 ‘저온에서 황이 도핑된 실리콘을 합성하는 기술’을 개발했다고 3일 밝혔다. 비금속(반도체)인 실리콘에 황을 도핑, 전기 전도도를 높이는 게 핵심이다. 현재 리튬이온전지의 음극 소재로는 전기 전도도가 높은 흑연이 활용된다. 흑연을 음극 소재로 쓰면 전지 용량에 한계가 있다. 실리콘이 대...

차세대 2차전지로 불리는 리튬황전지의 안정성을 높이는 기술이 개발됐다. 박호석 성균관대 화학공학과 교수 연구팀은 황 나노 막대기와 그래핀 복합체를 합성해 리튬황전지 안정성을 높이는 황 입자화 공정을 개발했다고 1일 밝혔다. 전기자동차, 신재생에너지 저장, 스마트 그리드가 최근 관심을 받으며 기존 전지보다 용량이 큰 차세대 2차전지 연구가 증가하고 있다. 그 중 리튬황전지는 현재 널리 쓰이는 리튬이온전지보다 이론적으로 에너지 저장능력이 약 5배 높고 양극재로 사용되는 황 자체도 자원이 풍부하고 가격이 저렴해 차세대 2차전지...

국내 연구진이 리튬이온전지의 용량을 30% 이상 늘리는 데 성공했다. 500회 이상 충·방전을 반복해도 성능을 유지할 수 있어 고성능 전기차 개발에 속도가 붙을 것으로 기대를 모으고 있다. 현택환 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단장 연구팀은 흑연을 대체할 음극소재로 주목받고 있는 이산화티타늄(TiO2) 나노입자를 이용해 용량이 크고 오래 가는 리튬이온전지를 구현할 새로운 음극소재를 개발하는 데 성공했다고 10일 밝혔다. 리튬이온전지는 음극의 리튬이온이 양극으로 이동하면서 방전되고 반대 반응으로 충전되는 원리로 작동한...

국내 연구진이 전기자동차, 휴대폰 등에 들어가는 리튬이온전지의 용량은 2배로 늘리고 핵심 소재의 제조 단가는 상용 제품 대비 반값으로 낮추는 데 성공했다. 한국에너지기술연구원은 리튬이온전지의 음극재로 쓸 수 있는 산화규소(SiOx) 나노입자를 저렴하게 제조하는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 기존에는 리튬이온전지의 음극재로 흑연이 주로 쓰였지만, 성능 향상에 한계가 따르면서 규소(Si) 계열 물질이 주목을 받고 있다. 그 중에서도 입자의 직경이 10~20㎚(나노미터·1㎚는 10억 분의 1m) 수준인 산화규소 나노입자는 흑연을 썼...

리튬이온 전지를 급속 충전하면 배터리 성능이 떨어지는 이유가 밝혀졌다. 장원영 한국과학기술연구원(KIST) 에너지융합연구단 책임연구원팀은 전기 자동차 배터리를 급속 충전하면 전극의 미세 구조가 달라진다는 연구를 ‘저널 오브 피지컬 케미스트리 레터스’ 온라인에 발표했다. 리튬이온 배터리는 각종 스마트 기기나 전기 자동차 등 다양한 곳에 사용한다. 용량을 키우면서 충전 시간을 줄여야 유용하게 사용할 수 있는데 정작 급속 충전기를 사용하면 배터리 성능이 떨어지는 문제가 있었다. 연구팀은 투과전자현미경을 이용해 전기 자동차...

차세대 이차전지로 각광받는 ‘리튬황전지’의 상용화를 앞당길 핵심 기술을 국내 연구진이 개발했다. 대용량 전지를 더 오래, 폭발위험 없이 사용할 수 있어 향후 무인자동차용 배터리로 사용할 수 있으리란 기대다. 조원일 한국과학기술연구원(KIST) 녹색도시기술연구소 책임연구원 팀은 리튬황전지의 성능과 수명을 개선할 핵심 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 리튬황전지는 현재 스마트폰이나 노트북PC 등에 주로 사용하는 리튬이온전지보다 이론적으로 약 8배 높은 에너지 밀도를 갖는다. 같은 무게의 전지라도 용량이 8배 크단 의미다. 하지...

(서울=포커스뉴스) 리튬이온 이차전지의 주재료인 코발트 가격이 급등하면서 전지 가격이 들썩이고 있다. 이에 따라 전지 업체들이 안정적인 원재료 공급선 확보에 적극 나서야 한다는 지적도 나온다. 21일 SNE리서치에 따르면 지난 수년간 톤당 3만 달러를 넘지 않았던 코발트 가격이 지난해 12월 3만2500달러를 넘어 올 1월에는 3만6250달러, 2월에는 4만7500달러로 급등하고 있다. 콩고 내전으로 공급량이 줄어 폭등했던 지난 2007년 이후 안정세를 유지해오다 최근 수개월간 계속해서 상승하고 있는 것. 이 여파는 소형 리튬 전지 업계에서 먼저 나...