한국에너지기술연구원은 윤하나 박사 연구팀이 유충열 목포대 교수, UC버클리대, 하버드대 등과 공동 연구를 통해 초고속 충전 가능한 차세대 알루미늄 배터리의 전하 저장 매커니즘과 성능 등을 규명하는 데 성공했다고 25일 밝혔다.
알루미늄은 독성과 폭발 위험성이 없고, 재활용이 가능하며 가격이 저렴해 수급이 쉽다. 더욱이 알루미늄을 이용한 이차전지는 알루미늄 이온을 사용해 에너지를 저장할 수 있어 기존 리튬이온배터리를 대체할 것으로 주목받고 있다.
그동안 알루미늄 이온 배터리 매커니즘은 정확하게 밝혀지지 않았다. 연구팀은 열분해 흑연에 비해 이온의 그래핀 층간 삽입이 쉬우면서 층간 간격이 지나치게 벌어지는 박리화되는 현상을 막아주는 그래핀·탄소나노튜브로 복합 양극을 설계해 알루미늄 이온 배터리를 만들었다. 이 배터리는 기존 흑연보다 60% 향상된 용량과 함게 전체 이온 확산도가 약 2.5배 증가해 1분 이내 초고속 충전이 가능했다.
또한 1분 30초의 초고속 충전을 4000회 이상 해도 98%의 용량을 유지하는 등 우수한 장수명 특징을 보였다고 연구팀은 설명했다.이준기기자
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