【울산=뉴시스】고은희 기자 = 국내 연구진이 리튬이온배터리의 출력을 2.5배, 충전 속도 3배, 수명 4배 이상 높일 수 있는 나노막(nanomembrane)을 개발했다.
나노막에는 마이크로미터(㎛) 크기의 큰 구멍과 나노미터(㎚) 크기의 작은 구멍이 균일하게 분포되고, 개질제 양에 따라 구멍 크기도 조절할 수 있다.
울산과학기술대학교(UNIST·총장 조무제)는 에너지 및 화학공학부 박수진, 이상영 교수팀이 다양한 크기의 구멍이 수없이 뚫린 나노막을 제조하는 방법을 개발했다고 27일 밝혔다.
같은 성질끼리 스스로 뭉치는 '블록공중합체'라는 고분자 재료를 기반으로 만든 이 물질은 특히 리튬이온배터리의 분리막으로 뛰어난 성능을 보이고 있다.
리튬이온배터리 분리막은 리튬이온이 지나는 통로로 구멍이 많고 균일할수록 배터리의 성능이 좋아진다.
이번에 개발된 나노막은 전체의 70%에 규칙적인 구멍이 뚫려 있어 이를 활용하면 리튬이온배터리의 출력이 높아지고 수명도 길어진다는 게 연구진의 설명이다.
연구진은 나노막의 표면에너지 개질제로 활용한 유기계 실리콘화합물이 나노막 구멍 표면을 둘러싸고 있다는 것을 확인했다.
나노막에는 마이크로미터(㎛) 크기의 큰 구멍과 나노미터(㎚) 크기의 작은 구멍이 균일하게 분포되고, 개질제 양에 따라 구멍 크기도 조절할 수 있다.
울산과학기술대학교(UNIST·총장 조무제)는 에너지 및 화학공학부 박수진, 이상영 교수팀이 다양한 크기의 구멍이 수없이 뚫린 나노막을 제조하는 방법을 개발했다고 27일 밝혔다.
같은 성질끼리 스스로 뭉치는 '블록공중합체'라는 고분자 재료를 기반으로 만든 이 물질은 특히 리튬이온배터리의 분리막으로 뛰어난 성능을 보이고 있다.
리튬이온배터리 분리막은 리튬이온이 지나는 통로로 구멍이 많고 균일할수록 배터리의 성능이 좋아진다.
이번에 개발된 나노막은 전체의 70%에 규칙적인 구멍이 뚫려 있어 이를 활용하면 리튬이온배터리의 출력이 높아지고 수명도 길어진다는 게 연구진의 설명이다.
연구진은 나노막의 표면에너지 개질제로 활용한 유기계 실리콘화합물이 나노막 구멍 표면을 둘러싸고 있다는 것을 확인했다.
연구진은 "실리콘화합물 코팅층은 리튬이온배터리가 고온에서 작동할 때 나오는 불순물을 흡착할 수 있다"며 "이 덕분에 고온에서도 전지 성능이 떨어지지 않고 안정적으로 운영됐다"고 설명했다.
이번 성과는 리튬이온배터리 분리막뿐 아니라 다양한 막 과학(Membrane Science)에 활용될 수 있을 것으로 연구진은 보고 있다.
막은 수처리 분야의 '정수(Water Purification)', 생명분야의 '바이오 센서', 화학공학의 '분리 공정' 등 대부분의 산업에서 매우 중요한 재료다.
UNIST 박수진 교수는 "이번 성과는 블록공중합체 기반의 이중 다공성 막을 에너지 저장장치의 분야에 활용한 최초의 사례"라며 "지금껏 보고되지 않은 새로운 다공성 막 제조방법을 제시함으로써 막 과학 분야의 기술적 토대를 마련했다"고 평가했다.
이번 연구는 산업통상자원부 산하 한국산업기술평가관리원, 미래창조과학부의 지원을 받아 진행됐다. 연구 성과는 지난 24일 자 '사이언스 어드밴스(Science Advances)'에 게재됐다.
[email protected]
이번 성과는 리튬이온배터리 분리막뿐 아니라 다양한 막 과학(Membrane Science)에 활용될 수 있을 것으로 연구진은 보고 있다.
막은 수처리 분야의 '정수(Water Purification)', 생명분야의 '바이오 센서', 화학공학의 '분리 공정' 등 대부분의 산업에서 매우 중요한 재료다.
UNIST 박수진 교수는 "이번 성과는 블록공중합체 기반의 이중 다공성 막을 에너지 저장장치의 분야에 활용한 최초의 사례"라며 "지금껏 보고되지 않은 새로운 다공성 막 제조방법을 제시함으로써 막 과학 분야의 기술적 토대를 마련했다"고 평가했다.
이번 연구는 산업통상자원부 산하 한국산업기술평가관리원, 미래창조과학부의 지원을 받아 진행됐다. 연구 성과는 지난 24일 자 '사이언스 어드밴스(Science Advances)'에 게재됐다.
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