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(포항=연합뉴스) 손대성 기자 = 전지에서 전류를 들어오게 하거나 나오게 하는 단자인 전극을 두껍게 만들면서도 안정성을 유지하는 기술이 개발됐다.
포항공대(POSTECH)는 화학과 박수진 교수, 박사과정 정재호씨, 김성호 박사 연구팀이 서울대 연구팀과 함께 기능성 탄소나노튜브를 활용해 두꺼운 전지에서도 안정적 성능을 구현하는 데 성공했다고 19일 밝혔다.
전기차가 한 번 충전으로 더 멀리 가기 위해서는 전지 안에 더 많은 에너지를 담아야 한다.
가장 직접적인 방법은 전지의 전극을 두껍게 만드는 것이다.
그러나 전극이 두꺼워지면 저장할 수 있는 에너지는 늘어나지만 이온이 이동해야 할 거리가 길어지면서 저항이 커지고 성능이 빠르게 저하된다.
전극과 전해질이 만나는 경계면도 불안정해진다.
연구팀은 전기가 잘 통하는 탄소나노튜브에서 해답을 찾았다.
머리카락 굵기 수만분의 1에 불과한 이 소재는 전지 전극에서 전자의 이동 통로 역할을 한다.
연구팀은 탄소나노튜브 표면에 이온과 친한 고분자 기능기를 붙여 전자가 전극 내부에 고르게 퍼지도록 설계했다.
이 기능성 탄소나노튜브는 전극이 두꺼워져도 충전과 방전 속도가 느려지지 않고 성능 저하도 크게 줄이는 효과를 냈다.
연구팀은 전극 내부뿐만 아니라 양극과 음극 경계면까지 동시에 안정화했다고 밝혔다.
연구 결과는 세계적 재료과학 학술지 '어드밴스트 머티리얼스'에 실렸다.
박수진 교수는 "이번 연구는 전기차와 에너지저장장치(ESS) 등 차세대 대형 배터리의 설계 방향을 바꿀 수 있는 성과"라고 소개했다.
sds123@yna.co.kr
<연합뉴스>
