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국내 연구팀이 리튬이온배터리 성능의 핵심 지표인 이온 이동량을 기존의 3.4배까지 높이는 방법을 알아냈다. 리튬이온배터리뿐 아니라 해수담수화 기술에도 응용할 수 있어 활용도가 높을 것으로 기대된다. 김성재 서울대 전기·정보공학부 교수팀과 알리 마니 미국 스탠퍼드대 기계공학과 교수팀은 "리튬이온전지 내부에 있는 미세 구조물의 간격을 균일하지 않게 바꾸는 것만으로 나노 다공성 막을 통과하는 전해질 이온의 전달을 가속화 해 리튬이온전지의 이온 이동량을 최대 3.4배 높인다는 사실을 세계 최초로 증명했다"고 5...

에너지전문 시장조사기관인 SNE리서치에 따르면 리튬이온전지 시장 수요는 2030년 3392기가와트시(GWh)까지 성장할 것으로 전망된다. 2019년 198Gwh와 비교하면 폭발적인 성장세다. 현재는 납축전지가 전 세계 2차 전지 시장에서 가장 크지만, 2024년에는 이 자리도 리튬이온전지가 탈환할 것으로 예상된다. 스마트폰, 노트북 등 소형 디지털 기기가 이끌던 리튬이온전지 시장이 전기자동차 중심의 중대형 시장으로 전환되고 있고, 드론, 로봇, 스마트홈 등 미래산업의 핵심 기술 대부분에도 리튬이온전지가 필요하기 때문이다. 리튬이온전지는 이들...

리튬이온 전지에 미량의 첨가제를 넣어 400회 충방전한 뒤에도 처음 용량의 81.5%를 유지하게 하는 새로운 기술이 국내에서 개발됐다. 배터리 충방전 횟수가 늘어날수록 초기 용량보다 급격히 떨어지는 현상을 첨가제 교체만으로 획기적으로 줄일 수 있어 대용량 전기차 배터리 수명 문제를 해결할 새로운 방법으로 기대를 모으고 있다. 울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 최남순, 곽상규 교수와 화학과 홍성유 교수 등 공동 연구팀이 기존에 사용되던 리튬이온전지의 첨가제를 바꿔 수명을 늘리는 데 성공했다고 14일 밝혔다. 최근 전기자...

신재생에너지의 중요성이 강조되면서 대용량 에너지 저장 시스템(ESS) 기술에 대한 관심도 높아지고 있다. 태양광, 풍력 등 신재생에너지는 전기에너지를 생산하는 데 시공간적 제약이 있어 발전한 전기에너지를 저장해 필요할 때 사용해야 하기 때문이다. 기존 ESS에는 휴대전화나 전기차 등에 쓰이는 리튬이온전지 기술이 쓰인다. 그러나 리튬이온전지는 화재 위험성 때문에 대용량 전력을 저장하는 ESS에는 적합하지 않다는 지적이 제기됐다. 실제로 2017년부터 2019년까지 2년간 국내에서 리튬이온전지로 인해 발생한 ESS 화재사고는 33건에...

손상된 섬유를 탄소 섬유로 재활용해 차세대 웨어러블 기기나 리튬이온전지 등 전자소재로 활용하는 기술이 국내에서 개발됐다. 손동익 한국과학기술연구원(KIST) 기능성복합소재연구센터 선임연구원은 김학용 전북대 교수 연구팀과 공동연구를 통해 손상돼 쓰지 못하는 섬유 소재로 탄소 방적 직물을 제작해 리튬이온전지 소재에 적용하는 데 성공했다고 19일 밝혔다. 연구팀은 산업용 신소재 제조 과정 중 손상된 섬유를 재활용했다. 기존 면섬유 제조 기술인 방적 공정을 통해 손상된 섬유를 실 형태로 만든 뒤 편집 공정을 통해 면섬유로 만들었...

국내 연구진이 올해 노벨 화학상 수상에 빛나는 리튬이온전지보다 이론상 에너지 밀도가 10배 가량 높다고 알려진 리튬금속전지의 안정성을 높이는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 조원일 에너지저장연구단 책임연구원 연구팀이 리튬금속전지의 물리화학적 불안정성을 제거할 리튬-알루미늄 합금 기반의 새로운 음극재를 개발했다고 17일 밝혔다. 전해질 시스템을 최적화해 기존 리튬이온전지보다 수명을 2배 끌어올리는 데도 성공했다. 리튬금속전지는 리튬금속을 음극으로 사용하는 전지다. 음극 물질 중 에너지 밀도가 높아 경량...

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...