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| 김두호(왼쪽) 교수와 연구 참여자 이재운씨. 사진=경희대 제공 |
[대학저널 오혜민 기자]경희대학교는 기계공학과 김두호 교수 연구팀이 가역적으로 산소 산화환원반응을 활용할 수 있는 리튬 이온 배터리 설계를 제안했다고 23일 밝혔다.
연구 결과는 에너지분야 국제 학술지 ‘에너지 앤 인바이로멘탈 사이언스’ 11월 호 표지 논문으로 게재됐다. 이번 연구는 한국연구재단의 4단계 BK21사업, 중견 연구자 사업의 지원을 받았다.
김 교수 연구팀은 소듐 이온 배터리가 열역학적으로 안정적인 상을 가져 산소 산화환원 반응에 가역성을 보이므로 이를 토대로 ‘리튬 이온 배터리도 열역학적 안정성을 보이면 산소 산화환원 반응에 가역성을 가질 것’이라는 가정을 세우고 이에 기반한 구체적 개념을 제시했다.
또한 기존 리튬 이온 배터리보다 리튬이 과포화된 구조에 산소를 다른 음이온으로 치환하는 방식으로 구조적 안정성을 확보했고, 이를 통해 소듐 이온 배터리의 가역적 특성을 리튬 이온 배터리에 적용할 수 있음을 제시했다.
연구에 참여한 이재운(기계공학과 석사 수료) 씨는 “배터리 용량을 획기적으로 늘리기 위해서는 기존 방식에서 탈피한 새로운 패러다임이 필요하다”며 “리튬 이온 배터리에 산소 산화환원 반응을 접목해 그 용량을 일부라도 활용할 수 있다면 배터리에 획기적 발전이 이뤄질 것”이라고 강조했다.
연구팀은 소듐 이온 배터리의 방법론을 리튬 이온 배터리에 적용한 것과 같은 통섭적 연구를 계속 진행할 계획이다.
김 교수는 “소듐 이온 배터리 외에도 차세대 배터리 종류가 많다”며 “각 배터리가 가진 장점을 분석하고, 장점을 골라서 실용성 있는 리튬 이온 배터리에 적용하기 위한 연구를 계속할 것”이라고 말했다.
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