한국 연구진이 리튬 이온 이동성 100배 향상시키고 상온에서 작동하는 고체 전해질을 개발하는데 성공했다. 리튬메탈전지는 기존 리튬이온전지를 대체할 차세대 고에너지 전지로 주목받고 있다. 하지만 불이 잘 붙는 액체 전해질을 사용할 경우 화재 위험이 높아 상용화가 어려웠다. 이를 해결하기 위한 대안으로 유연성을 가진 ‘유기 고체 전해질’이 제시되었으나, 상온에서 리튬 이온의 전달 속도가 느려 실용화에 한계가 있었다. 한국과학기술원(KAIST)은 지난달 화학과 변혜령 교수 연구팀은 서울대학교 손창윤 교수팀과 공동으로 상온에서도 안정적으로 작동하는 새로운 유기 고체 전해질 필름을 개발했다고 4일 밝혔다. 연구팀은 구멍이 일정하게 배열된 다공성 구조의 ‘공유결합유기골격구조체(Covalent Organic Framework, COF)’라는 신소재를 이용해 머리카락 굵기의 약 1/5수준(두께 약 20μm)의 고체 전해질을 제작했다. 이번에 개발된 COF 전해질은 2025년 노벨화학상을 수상한 금속유기골격체(MOF, Metal Organic Framework)와 유사한 다공성 결정성 구조를 가지지만, 전지 구동 환경에서 화학적 안정성이 크게 향상된 점이 특징이다. 연구팀은
충북도와 청주시는 산업통상자원부 주관 '산업 혁신 기반구축 사업' 공모에 선정돼 국비 100억 원을 확보했다고 20일 밝혔다. 충북도와 청주시는 이 사업 중 전고체 전지용 차세대 소재 개발 및 제조 기반구축 과제를 맡는다. 전고체 전지는 기존 리튬전지의 안전성과 에너지밀도의 한계를 극복할 수 있는 차세대 전지로 주목받고 있다. 충북도와 청주시가 수행할 과제는 전고체 전지의 핵심 소재인 황화물계 고체전해질 소재 개발·제조 지원과 시험분석·성능·평가 지원에 필요한 시설 구축이다. 이에 따라 두 지자체는 한국전자기술연구원과 함께 2028년까지 청주시 청원구 오창읍 송대리에 연면적 2280㎡, 4층 규모의 지원시설을 구축할 계획이다. 사업비는 국비를 포함해 총 323억 원이다. 이 시설은 고체전해질 소재 개발·제조 및 성능평가 장비를 갖추고, 도내 이차전지 기업을 대상으로 차세대전지 소재 개발과 제조·평가분석까지 전 주기를 지원한다. 도 관계자는 “이번 공모 선정은 충북의 우수한 상용 배터리 산업생태계 기반을 차세대전지 분야까지 확장하는 계기가 될 것으로 기대된다”면서 “사업이 차질 없이 추진되도록 최선을 다하겠다”고 말했다. 헬로티 이창현 기자 |
이현욱 교수팀, 프러시안 블루 계열 소재 물 분자량 분석…수 적을수록 에너지 효율 높아 UNIST 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 ‘프러시안 블루 계열’ 소재를 통해 나트륨이온전지의 수명에 영향을 미치는 주요 원인을 발견했다고 밝혔다. 최근 나트륨이온전지는 리튬이온배터리 대비 생산 단가가 저렴하고 전지 시스템이 비슷해 저가형 리튬이온전지 시장을 대체할 차세대 전지로 주목받고 있다. ‘프러시안 블루 계열’ 소재는 프러시안 블루라는 18세기부터 사용된 청색 염료 물질 중 하나로 청바지의 염료로 사용된다. 이온을 자발적으로 흡착하는 기능이 있어 방사성 세슘 중독 해독제로 사용되기도 한다. 최근에는 중국 배터리 기업인 CATL에서 공개한 나트륨이온전지 양극 소재인 ‘프러시안 화이트’가 이 계열 중 하나다. 연구팀은 배터리 양극 소재를 합성하는 대표적인 방식인 ‘수용액 기반의 공침법’을 이용해 서로 다른 특성을 가진 프러시안 블루 계열 양극 소재를 합성했다. 연구팀은 합성 후 프러시안 블루 계열 양극 물질이 가지는 물 분자의 양에 따라 배터리가 어떠한 특성을 보이는지 분석했다. 특히, 프러시안 블루 계열 소재는 유기용매를 기반으로 한 상용화된 전해질 시스템인 ‘유기전
2027년까지 30억 달러 이상 투자 LG화학이 2027년까지 연산 12만톤의 미국 최대 규모 배터리 양극재 공장을 건설한다. LG화학은 22일 미국 테네시주 클락스빌에서 신학철 LG화학 부회장과 빌 리 테네시 주지사, 스튜어트 맥홀터 테네시주 경제개발부 장관 등이 참석한 가운데 테네시주와 양극재 공장 건설 업무협약(MOU) 체결식을 진행했다고 밝혔다. LG화학은 테네시주 클락스빌 170만여㎡ 부지에 30억 달러(약 4조원) 이상을 단독 투자해 공장을 짓고, 연간 12만톤 규모의 양극재 생산 능력을 확보할 계획이다. 이는 연간 고성능 순수 전기차 약 120만대분의 배터리를 만들 수 있는 수준으로, 미국 내 최대 규모다. 테네시 양극재 공장은 내년 1분기에 착공해 2025년 말부터 양산에 들어간다. 이후 생산라인을 늘려나가 2027년까지 연산 12만t 규모로 확대할 예정이다. 신학철 LG화학 부회장은 "테네시 양극재 공장은 차세대 전지소재 사업의 핵심 기지가 될 것"이라며 "빠르게 변화하는 전지 소재 시장과 글로벌 고객사 수요에 적극 대응하며 세계 최고 종합 전지 소재 회사로 도약해 나갈 것"이라고 말했다. 헬로티 이창현 기자 |
전지에 닿는 자외선 막고 가시광선 흡수 늘려...유기물 태양전지·다이오드 등 응용 페로브스카이트 태양전지의 수명과 효율을 동시에 잡을 수 있는 다기능성 필름이 개발됐다. UNIST 신소재공학과 최경진 교수 연구팀은 자연 태양광에서 포함된 자외선을 차단하고, 가시광선의 흡수는 늘리는 다기능성 반사 방지 필름을 개발했다. 연구팀에 따르면, 유해 자외선이 차단돼 전지 수명은 늘고, 유효 파장 대역인 가시광선의 흡수는 늘어 태양전지가 전기를 만드는 효율이 올라간다. 실리콘 태양전지 위에 페로브스카이트 태양전지를 올려놓는 방식의 ‘1+1 탠덤 전지’는 2~3년 안에 상용화가 기대되는 차세대 전지다. 효율, 가격경쟁력, 공정 편의성이 탁월해 ‘슈퍼 태양전지’라고도 불린다. 탠덤 태양전지는 구조상 자외선에 약한 페로브스카이트가 상층부에서 직사광선에 노출된다. 또 광 반사를 줄이는 기존 표면 처리 기술을 쓰기 어렵다는 문제가 있다. 상용 실리콘 태양전지는 표면에 피라미드형 미세 요철을 만들어 빛 반사를 줄여왔는데, 탠덤 전지는 실리콘 태양전지 위에 액체 페로브스카이트 원료를 올려 만드는 제조 공정 특성상 실리콘 전지 표면이 매끈해야만 하기 때문이다. 연구팀이 개발한 다기능
과기정통부, 산·학·연 전문가 기획총괄위원회 구성…올 하반기 전략 발표 이차전지, 연료전지, 동위원소전지 등 차세대 기술 선점 논의 과학기술정보통신부가 국가필수전략기술의 하나인 이차전지를 비롯한 수소연료전지, 동위원소전지 등 차세대 전지 분야의 초격차 기술 선점을 위해 ‘(가칭)차세대 전지 초격차 R&D 전략’ 수립에 착수한다. 이를 위해 산·학·연 전문가로 구성한 기획총괄위원회를 구성해 착수회의를 시작으로 다양한 의견수렴을 거쳐 올해 하반기 중 ‘차세대 전지 초격차 R&D 전략’을 마련해 발표할 계획이다. 4차 산업혁명 시대에는 기기 및 장비의 시·공간적 제약을 극복하는 에너지원으로써 ‘전지’가 무엇보다 중요한 요소로 평가되고 있다. 특히 현재 리튬이온전지 중심의 전지 시장이 형성되어있으며 리튬이온전지 제조 분야에서 글로벌 경쟁이 치열하게 진행 중인데, 리튬이온전지는 이론적 용량 성능 및 가격 한계에 다다르고 있다. 또한 에너지 밀도가 높은 전고체전지와 경제성이 높은 나트륨이온전지 및 해수전지 등 차세대 전지에 대한 기술개발 필요성이 떠오르고 있으며 기술 선점을 위한 경쟁 또한 치열하게 펼쳐지고 있다. 이에 더해 수소연료전지와 우주 및 극지
[헬로티] ‘알칼라인 하이드라진 액체연료전지’의 성능을 획기적으로 높인 촉매가 개발됐다. 드론, 탐사로봇, 킥보드, 카트 등 산업계에서의 액체연료전지 활용이 한 걸음 더 가까이 다가왔다. 알칼라인 하이드라진 액체연료전지(Alkaline hydrazine fuel cells)는 하이드라진과 산소의 전기화학적 반응을 이용해 전기에너지를 발생시키고, 에너지 생성 단계에서 질소 기체와 물을 배출하는 친환경 에너지 변환 장치다. 한국기초과학지원연구원(이하 KBSI) 소재분석연구부 정범균 박사 연구팀과 광주과학기술원(이하 GIST) 지구·환경공학부 이재영 교수 연구팀은 공동연구를 통해 전극 촉매를 개발해 알칼라인 하이드라진 액체연료전지의 성능을 높은 수준으로 확보하는 데 성공했다. 친환경적인 동력 발생 장치로 각광받는 수소연료전지는 출력성능이 우수하지만, 수소를 누출 없이 고압으로 저장하고 운송하기 위한 특별한 기술과 장비가 필요하다. 액체연료전지는 이러한 기술적 문제없이 운송동력장치에 활용될 수 있는 차세대 에너지원이다. 그 중 ‘하이드라진 액체연료전지’는 수소연료전지에 비견될 수준의 출력성능을 가지고 있으며 기존 액체연료의 저장 및 수송 인프라를 활용할 수 있기 때
[첨단 헬로티] 과학기술정보통신부와 한국여성과학기술인지원센터는 우리나라 과학기술 발전에 공헌한 여성과학기술자들에게 수여하는 2017년 제17회 ‘올해의 여성과학기술자상’ 수상자 3명을 선정·발표했다. 시상식은 12월 20일 국립 과천과학관 상상홀에서 개최됐다. 제17회 ‘올해의 여성과학기술자상’ 수상자로는 △진흥 부문에 한국에너지기술연구원 한성옥 책임연구원 △산업 부문에 바이로메드 손미원 전무 △학술 부문에 한양대학교 이윤정 부교수가 선정됐다. 진흥 부문 수상자인 한국에너지기술연구원 한성옥 교수는 에너지·환경 분야의 전문가로서 정부부처 위원회와 국내외 여성과학기술인 네트워크를 위한 다양한 활동으로 국가과학기술계 여성 진출과 과학기술 정책 수립에 기여하여 수상의 영예를 안았다. 한성옥 책임연구원은 국가 최초의 여성과학기술인 단체인 (사)대한여성과학기술인회 회장과 국제여성과학기술인네트워크 재정분과 위원장을 역임하며 여성과학기술인의 국내·외 네트워크 구축과 여성과학기술인 인력 양성·활용 및 과학 외교에 기여했다. 또한 한국연구재단 국책본부 단장과 한국에너지기술연구원 부장으
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UPDATE: 2025년 11월 22일 13시 11분
