리튬 금속 전지 수명 750% 증가: 친환경 공법의 비밀

아주대학교 화학공학과 이지영 교수가 리튬 금속 전지의 수명을 대폭 늘릴 수 있는 친환경 공법을 개발했습니다. 이번 공법은 물을 이용하여 전지의 안정성과 경제성을 극대화한 점이 특징이며, 식물에서 추출한 고분자를 사용한다는 점에서 주목받고 있습니다. 이지영 교수는 한국과학기술원(KAIST) 김일두 교수팀과 함께 연구를 진행하였으며, 이번 연구 결과는 국제 학술지 <어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)> 11월호에 표지 논문으로 선정되었습니다. 연구팀은 중공 나노섬유를 리튬 금속 전지의 보호막으로 사용함으로써 리튬 금속의 성장을 안정화시키고 전지의 수명을 약 750% 향상시켰습니다. 이 나노섬유는 고분자인 구아검을 주 재료로 하여 친환경 전기방사공법으로 제조되었습니다. 보호막의 친환경성은 물만을 이용하여 제조된다는 점에서 입증됩니다. 또한, 이 보호막은 흙에서 약 한 달 내에 완전히 분해될 수 있어 전과정이 친환경적입니다. 연구팀은 이 보호막을 통해 리튬 금속과 전해액 간의 화학 반응을 효과적으로 제어할 수 있었으며, 리튬 금속의 표면에 무작위로 쌓이는 것을 억제하여 계면을 안정화시켰습니다. 이러한 보호막은 기존의 리튬 금속 전지보다 훨씬 더 긴 수명을 자랑하며, 300회의 충·방전에도 약 93.3%의 용량을 유지할 수 있었습니다. 전문가들은 이번 연구가 에너지 저장 장치의 환경적 영향을 줄일 수 있는 중요한 진전을 의미한다고 평가하고 있습니다. 세계적으로 환경 문제가 대두되는 가운데, 친환경적인 에너지 저장 기술은 필수적입니다. 특히, 배터리의 전 과정에 걸친 친환경성은 지속 가능한 미래를 위한 중요한 요소로 자리잡고 있습니다. 이지영 교수는 친환경 배터리 기술을 통해 에너지와 환경 문제를 해결하는 연구를 이루고자 합니다. 앞으로도 지속 가능한 에너지 저장 기술을 개발하여, 친환경적인 미래를 열어가는 데 기여하겠다는 비전을 가지고 있습니다.