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[IT뉴스]“청바지 염료의 재발견” 값싸고 오래가는 ‘리튬전지’ 만든다

온카뱅크관리자

2024-06-24 08:31:25

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- UNIST 이현욱 교수팀, 프러시안 블루 활용 배터리 소재 개발</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="zXiRwVhLpK">
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="qMYvur9Hub" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="이현욱 UNIST 에너지화학공학과 교수.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/24/ned/20240624083126526xmpo.jpg" data-org-width="600" dmcf-mid="UFeQkKOJUV" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/24/ned/20240624083126526xmpo.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            이현욱 UNIST 에너지화학공학과 교수.[UNIST 제공]
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          </figure>
          <p dmcf-pid="B9OwXg0CUB" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] 청바지 염료로 잘 알려진 프러시안 블루(Prussian Blue)가 차세대 배터리 소재로 떠오르고 있다. 국내 연구진이 프러시안 블루를 활용한 저비용 고성능 리튬이온전지를 개발해 가격을 크게 낮출 수 있는 방법을 찾아냈다.</p>
          <p dmcf-pid="b2IrZaph3q" dmcf-ptype="general">울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 이현욱 교수팀이 프러시안 블루를 양극재로 활용해 배터리 성능을 크게 높이면서도 값싼 리튬 이차전지 시스템을 개발했다. 기존의 배터리에서 사용되는 유기계와 수계 전해질의 장점을 결합해 성능을 극대화했다.</p>
          <p dmcf-pid="K2IrZaph0z" dmcf-ptype="general">개선된 전해질은 배터리 작동 중에 물 분자를 제거하고 프러시안 블루 표면에 안정적인 보호층을 형성한다. 이를 통해 500사이클 이상에서도 안정된 용량을 유지할 수 있다. 새로운 전해질이 배터리의 내구성을 크게 향상해 고출력에서 안정적으로 구동하게 만드는 것이다.</p>
          <p dmcf-pid="9VCm5NUl37" dmcf-ptype="general">기존 프러시안 블루 양극재는 유기 전해질에서 반응 속도가 느리거나 구조적 불안정성으로 에너지 밀도와 수명 성능에 한계가 있었다. 하지만 이러한 문제를 해결함으로써 프러시안 블루의 활용도를 높여 저렴하면서도 효율적인 배터리 소재를 만들 수 있다.</p>
          <div dmcf-pid="2fhs1juS3u" dmcf-ptype="general">
           <p>리튬이온전지의 주요 양극재인 리튬전이금속 산화물에는 코발트와 니켈이 포함되어 있다. 이들 자원 가격이 상승하면서 배터리 가격도 급등했다. 이에 따라 값싼 철이 포함된 리튬인산철이 주목받고 있는 이유다.</p>
          </div>
          <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="VzDAyJ5rFU" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="전해질 디자인을 통해 안정적인 코팅층 형성으로 프러시안 블루의 구조 안정성 확보 및 고출력 특성 향상 모식도.[UNIST 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202406/24/ned/20240624083127811eypf.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="7RYvur9HF9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202406/24/ned/20240624083127811eypf.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            전해질 디자인을 통해 안정적인 코팅층 형성으로 프러시안 블루의 구조 안정성 확보 및 고출력 특성 향상 모식도.[UNIST 제공]
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          <p dmcf-pid="fqwcWi1mup" dmcf-ptype="general">프러시안 블루는 철, 탄소, 질소로 이루어진 값싼 물질로, 생산 비용이 낮고 이온전도도가 높아 다양한 이온을 수용할 수 있다. 이러한 특성 덕분에 차세대 배터리 소재로 각광받고 있다. 그러나 리튬을 활용하는 데 한계가 있어 많은 연구가 이루어지지 않았다.</p>
          <p dmcf-pid="4BrkYntsp0" dmcf-ptype="general">저렴하면서도 효율적인 양극재인 프러시안 블루는 리튬이온전지의 가격을 크게 낮출 수 있는 잠재력을 보였다. 전해질 개선을 통해 성능을 최적화하여 프러시안 블루의 한계를 극복하고 다양한 배터리 분야에 적용될 것으로 전망된다.</p>
          <p dmcf-pid="8JZYBI4103" dmcf-ptype="general">이현욱 교수는 “기존 리튬이온전지 시스템에서 괄시받던 프러시안 블루를 매력적인 저가 양극 소재로 탈바꿈하여 값싼 양극 소재 개발의 패러다임이 바뀔 수도 있을 것”이라고 말했다.</p>
          <p dmcf-pid="6i5GbC8tzF" dmcf-ptype="general">한국연구재단 지원으로 수행된 이번 연구성과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 6월 13일 게재됐다.</p>
          <p dmcf-pid="Pn1HKh6FFt" dmcf-ptype="general">nbgkoo@heraldcorp.com</p>
         </section> 
        </div> 
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