제목  대용량 에너지 저장을 위한 저렴하고 안전한 아연 이온 배터리의 개발
기술동향  해외동향
작성자  뉴스 관리자 작성일  2016-10-26 조회  411
 

캐나다 University of Waterloo 의 화학자들이 기존의 리튬이온 배터리의 절반 정도의 가격을 가지는 안전성이 높은 아연 이온 배터리를 개발하여 전통적인 에너지 생산 방식에서 재생가능한 태양열이나 풍력 에너지 개발로의 전환을 앞당길 것을 기대하고 있다.

이 아연 이온 배터리는 안전하고, 불연성, 무독성 물질인 수용액 기반의 전해질, 바냐듐 산화물의 양전극과 금속성 아연 음전극 등으로 구성되어 있다. 이온 삽입 (intercalation) 이라 불리는 가역적 반응을 통해 전기를 생산하는데, 양전하를 띄고 있는 아연 이온이 아연 금속 음전극에서 산화하고, 이 이온이 전해질을 통해 양전극에 있는 바냐듐 산화물의 나노판 사이로 이동하여 외부 회로에 전자를 흐르게 하고 최종적으로 전류를 생성하는 것이다.

전해질로 사용되는 수용액은 단지 아연 이온의 움직임에만 관여하는 것이 아니라 나노 전극판 사이의 간격을 벌려 아연 이온이 들어가기 충분한 공간을 만드는 역할도 한다. 나노 수준 크기의 전극 물질과 높은 전도성 수용액 기반의 전해질이 배터리의 수명을 연장하고 반응 시간을 향상시키는 결과를 가져온다.

개발된 배터리는 높은 가역성과 효율, 그리고 우수한 전기 생산능을 보이며 아연 돌기를 형성하지 않는 등의 장점을 가지는 첫번째 아연 이온 삽입 (zinc ion intercalation) 방식의 배터리이다. 리튬 이온 배터리도 역시 intercalation 방식에 의해 작동하지만 상대적으로 단가가 높고 인화성 유기 전해질을 이용하여 위험성이 높다는 단점이 있다. 연구진은 새로 개발된 배터리의 가장 큰 장점을 가격 경쟁력이 높고 제작, 이용 등 취급에 안전하다는 점을 들었다. 본 연구의 내용은 Nature Energy 2016. 16119 (doi:10.1038/nenergy.2016.119) 에 발표되었다.

관련연구자 : Dipan Kundu, Brian D. Adams, Victor Duffort, Shahrzad Hosseini Vajargah & Linda F. Nazar

관련기관 : Department of Chemistry and the Waterloo Institute for Nanotechnology, University of Waterloo,Canada

과학기술분류 : 재료;에너지/자원;화학

본문키워드(한글) : 아연 이온 배터리, 아연 이온 삽입, 지속가능, 대용량 에너지 저장

본문키워드(영문) : Zn-ion batteries, zinc ion intercalation, sustainable, grid energy storage

원문언어 : 영어

국가 : 캐나다

원문출판일 : 2016-08-26

출처: https://uwaterloo.ca/news/news/waterloo-chemists-develop-promising-cheap-sustainable

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