포스텍 연구팀, 킬레이트제 사용 해수전지 우수성 확인

킬레이트제를 첨가한 NiHCF(샘플 A)와 별도 처리 과정을 거치지 않은 샘플 B 분자구조.<포스텍 제공>

조창신 교수

박사과정 정혜빈 씨

차세대 전지로 주목받는 해수전지의 성능을 높이는 양극재 기술이 포스텍 연구팀에 의해 개발됐다.

포스텍은 20일 철강·에너지소재대학원 조창신 교수, 화학공학과 박사과정 정혜빈 씨 연구팀이 킬레이트제를 첨가한 해수전지의 우수성을 확인했다고 밝혔다.

리튬 이온 배터리는 자동차 전지 등에 널리 사용하고 있지만 폭발 위험성이 있다. 무엇보다 리튬이 고갈될 경우, 배터리 생산이 불가능하다.

이런 한계를 극복하기 위해 차세대 전지 개발이 이루어지고 있는데, 그중 하나가 바로 바닷물을 활용한 해수전지다.

해수전지는 바닷물의 나트륨 이온을 활용해 에너지를 생산하는 전지로 상대적으로 자원 공급이 쉽다는 장점이 있다. 바닷물에 녹아 있는 나트륨 이온은 해수전지의 양극과 음극을 오가며 전기 에너지를 생성하고 저장한다.

해수전지의 양극재로 사용되는 니켈헥사시아노페레이트(이하 NiHCF)는 제작과정에서 결함이 많다.

이런 가운데 연구팀은 킬레이트제를 첨가한 NiHCF(이하 샘플 A)를 합성하고, 별도 처리 과정을 거치지 않은 샘플 B와 비교했다.

두 샘플의 현미경 관찰 결과, 샘플 B의 입자 크기가 작아 전지 생산에 불리한 것으로 나타났다.

전기화학적 성능 비교에서도 샘플 A의 에너지 효율이 높고 용량도 더 크다는 사실을 확인했다.

조창신 교수는 "이번 연구에서 킬레이트제를 첨가한 NiHCF 해수전지의 우수성을 확인했다. 이를 바탕으로 차세대 전지로서의 활발한 연구가 진행될 것으로 기대한다"고 말했다.

이번 연구는 국제 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 실렸다.

김기태기자 ktk@yeongnam.com

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