전기연구원이 개발한 아연금속공기전지.
국내 연구진이 세계 최고 수준 에너지 밀도를 가지면서도 제작단가는 기존 리튬전지의 10분 1 수준으로 가능한 금속공기전지 개발에 성공했다.
한국전기연구원(KERI) 전지연구센터 엄승욱 박사팀은 폭발 위험성이 없고 ㎏당 최대 395Wh로 세계 최고 수준 에너지 밀도를 갖는 아연금속공기전지를 개발했다고 19일 밝혔다.
아연금속공기전지는 차세대 전지인 금속공기전지의 일종으로 기존 전지보다 높은 에너지 밀도를 구현할 수 있다.
엄 박사팀은 이번 전지개발을 위해 방위사업청·국방과학연구소의 ‘2010 핵심기술과제(2010년 6월-2013년 12월)’를 통해 현대로템(주), ㈜미트 등과 함께 연구를 진행해 왔다.
연구는 우선 코발트(Co) 나노분말 촉매를 사용해 산소가 환원할 때의 저항을 최소화한 양극을 개발하고, 화학적 부식을 억제해 80%의 연료이용률을 달성한 금속음극 재료를 개발했다.
이어 산화된 연료를 재생할 수 있는 장치개발 및 기술을 확보하고, 국방과학연구소와의 모델링 및 시뮬레이션 공동연구를 통해 고에너지밀도 아연금속공기전지를 개발하는데 성공했다.
이 결과, 이 전지의 에너지밀도는 이스라엘, 중국 등에서 개발된 기존 금속공기전지(에너지 밀도 220~280Wh/㎏ 수준)에 비해서는 40% 이상, 리튬이온전지(최대 200Wh/㎏ 수준) 대비 거의 2배에 달하는 전지 시스템를 갖추고 있는 것으로 드러났다.
이번 성과는 폭발 위험성이 없으면서도, 납축전지의 5배, 리튬전지의 2배 에너지를 저장할 수 있는 고용량 전지시스템 개발함으로써 공기와 아연금속만을 재료로 사용하는 친환경 전지시스템 시대를 개척하고 전지 제작단가를 리튬전지의 10분 1 수준으로 낮출 수 있게 됐다는 데 그 의미가 있다고 연구팀은 평가했다.
연구팀 관계자는 “이번 전지는 고에너지 밀도의 특성을 살려 무인정찰기, 초소형 무인항공기 등 장시간 사용이 요구되는 다양한 무기체계와 안전과 사용시간이 중요한 민수 응용분야에도 적용할 수 있다”고 말했다.
한편 일본 야노경제연구소는 금속공기전지의 세계 시장 규모를 2012년 270억 엔(약 3500억 원)에서 오는 2025년 410억 엔(약 5375억 원)에 달할 것으로 전망했다.
이명용 기자 mylee@knnews.co.kr < 경남신문의 콘텐츠는 저작권법의 보호를 받는 바, 무단전재·크롤링·복사·재배포를 금합니다. > - 이명용 기자의 다른기사 검색
2024년 04월 20일 (토)
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