[군산=뉴시스]고석중 기자 = 전북특별자치도 국립군산대학교가 성균관대학교와 공동으로 리튬-황 배터리의 고질적인 수명 문제를 해결할 수 있는 신소재를 개발했다고 29일 밝혔다.

군산대 이민재 교수팀과 성균관대 박호석 교수팀이 함께 황(S)과 이온성 고분자를 공유결합시킨 '네트워크 이온성-황 고분자(IP-S)'를 개발해 리튬-황 배터리 성능을 획기적으로 향상시켰다.

리튬-황 배터리는 기존 리튬이온배터리 대비 최대 5배의 에너지 밀도를 가질 수 있어 차세대 에너지 저장장치로 주목받고 있지만, 충방전 과정 중 생기는 '셔틀 효과'로 인해 수명이 짧아 상용화에 어려움이 있었다.

공동 연구팀은 황을 단순히 포집하는 기존 방식 대신, 고분자 내부에 공유결합으로 고정해 셔틀 효과를 억제하는 방식으로 접근했다. 특히 이온성 고분자의 높은 전도성과 리튬 친화성을 활용해 반응속도도 크게 개선했다.

실험 결과, 해당 소재를 적용한 리튬-황 전지는 초기 방전 용량이 1389.9mAh/g, 400회 충방전 이후에도 71.3% 용량 유지, 고황 적재 조건에서도 7.23mAh/cm²를 달성해 수명·출력 양립이 가능함을 입증했다.

이번 성과는 미국화학회(ACS)의 권위 있는 학술지 ‘ACS Energy Letters’ 최신호에 게재됐다.

이민재 교수는 "차세대 배터리의 실용화에 한걸음 다가선 연구"라며 "국내 독자 기술로 리튬-황 전지의 가능성을 넓힌 의미 있는 성과다"고 전했다.


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