포스텍, "배터리 초반 성능 유지시키겠다"
포스텍, "배터리 초반 성능 유지시키겠다"
  • 문현식
  • 승인 2019.01.10 06:35
  • 조회수 2879
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휴대전화부터 자동차까지 일상에서 접하는 수많은 기기에는 배터리가 사용되고 있습니다. 

 

배터리 성능이 갈수록 떨어지는 이유 중 하나는 전류의 흐름이 원활하지 않아서다. 출처: pixabay
배터리 성능이 갈수록 떨어지는 이유 중 하나는 전류의 흐름이 원활하지 않다는 점입니다. 출처: pixabay

이렇게 광범위하게 이용되고 있는 배터리지만 한계도 존재합니다. 배터리는 시간이 지날수록 여러 가지 이유로 초반의 성능이 유지되지 않는다는 점이죠. 때문에 시간이 지나면 배터리는 교체해야 합니다.

 

포스텍 연구팀이 이런 문제를 해결하겠다고 나섰습니다. 배터리 성능이 갈수록 떨어지는 이유 중 하나는 전류의 흐름이 원활하지 않아 전압이 떨어지는 분극 현상입니다. 그런데 포스텍 연구진은 신개념의 고분자 전해질을 개발해 배터리 효율을 높이고 이온성 액체가 누출되는 치명적인 문제점을 해결했다고 밝혔습니다.

 

배터리는 시간이 지날수록 초반의 성능이 유지되지 않는다. 출처: pixabay
배터리는 시간이 지날수록 초반의 성능이 유지되지 않죠. 출처: pixabay

고분자 전해질 연구에서 중요한 것은 이온이 잘 분리되고, 적절히 움직여서 효율을 높이는 일입니다. 연구진은 고전도성 고분자 전해질을 2~3nm 크기의 이온 결정 기반으로 만들었습니다. 이온 분리 효율성을 높이기 위해서입니다.

 

기존 배터리가 분극현상을 보이는 건 이온 2개가 각각 반대방향으로 동시에 움직이는 현상 때문이었습니다. 이온이 이렇게 반대 반향으로 한꺼번에 움직이게 되면 이온의 속도가 서로 달라 효율도 낮아지고 전극에 가서 축적되면 전압도 낮아지는 문제가 발생하죠.

 

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 단일이온 전도체, 측 하나의 이온만 움직이는 전해질을 개발했습니다. 음이온을 움직이지 못하게 고정하고 양이온만 움직이게 만들어 이러한 분극현상을 원천적으로 해결한 것입니다.

 

포스텍 연구진은 배터리 분극현상을 해결했다. 출처: pixabay
포스텍 연구진은 배터리 분극현상을 해결했다고 밝혔어요. 출처: pixabay

연구진의 발견은 또 한 가지 장점이 더 있었습니다. 이온성 액체 기반 고분자 전해질은 액체가 누출될 경우 몸에 해로울 수 있습니다. 이런 배터리의 고질적인 문제점도 고체상의 이온 결정을 형성하면서 연구진은 해결할 수 있었습니다.

 

이번 연구를 주도한 박문정 포스텍 교수는 "연구진이 개발한 이온 결정 기반 단일이온전도성 고분자는 심각한 분극현상과 이온성 액체 누출이란 문제점을 동시에 해결했다"며 "이는 매우 고무적인 결과"라고 말했습니다. 이번 연구는 국제 학술지인 <네이처 커뮤니케이션>에 실렸습니다. 
 


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