국내 연구진이 고성능, 고용량, 친환경적인 2차전지를 만들 수 있는 길을 열었다.

강기석 서울대 재료공학부 교수와 박찬범 KAIST 신소재공학과 교수, 조성백 국방과학연구소(ADD) 박사로 이뤄진 공동 연구팀은 차세대 리튬 2차전지에 들어가는 전극소재 원천기술을 개발하는 데 성공했다고 24일 ADD가 발표했다. 리튬 2차전지는 1차전지와 달리 여러 번 충전해 쓸 수 있지만 양극(陽極)소재가 무겁고 독성이 있는 전이금속으로 구성돼 용량을 높이기 어렵다. 생산 및 재활용 과정에서 환경오염을 유발하는 문제점이 있다.

연구팀은 에너지 밀도가 높은 생체 유래 유기소재(비타민처럼 생체에서 추출 정제했거나 유기물질을 합성한 소재)를 양극소재로 채택하고 전해질의 용해도가 높고 전자의 흐름이 어려운 점을 나노복합체 합성법으로 해결, 리튬2차전지의 출력과 수명을 향상시켰다.

강 교수는 “고에너지를 빠르게 저장할 수 있음을 확인했다”며 “향후 모든 전극을 생체 유래 유기소재로 만든 ‘바이오 배터리’도 나올 수 있다”고 전망했다. 이번 연구는 ADD의 ‘생체 기반 군사용 리튬2차전지 전극 소재 개발’ 과제로 진행됐다. 조 박사는 “안전성과 용량면에서 우수해 미래 병사용 전원으로 활용할 가능성이 높다”고 말했다.

이 연구결과는 재료 및 응용분야 세계 최고 권위지인 ‘어드밴스트 머티리얼스’ 최신호의 후면 표지논문으로 선정됐다.

최승욱 선임기자 swchoi@hankyung.com