| 난카이대학교, 이산화탄소로 호흡하고 충전이 빠른 안전한 전지 개발 | ||
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 최근 난카이(南开)대학교 천쥔(陈军) 교수가 이끄는 연구팀은 이산화탄소로 호흡하고 실온에서 충전할 수 있는 Na–CO2 전지 개발에 성공하였다. 해당 연구 성과는 “Angewandte Chemie”에 발표되었다. 가장 일찍 선보인 ‘호흡 가능’ 전지는 리튬–산소 전지로서 음극은 금속 리튬을 사용하였고 양극은 탄소와 귀금속 또는 전이금속 산화물 등으로 구성된 공기전극을 사용하였다. 방전시 공기중의 산소를 흡수하고 충전시 흡수한 산소를 방출하므로 호흡하는 전지로 불렸다. 연구팀은 기존의 리튬–산소 전지에 대한 연구를 토대로 Na–CO2 전지를 개발하였는데 원료가 풍부하고 제조가 쉬울 뿐만 아니라 실험 과정의 안전성도 높였다. 연구팀은 이론적 계산을 통해 Na–CO2 전지 시스템은 1,100 Wh/kg에 달하는 이론적 특정 에너지(Theoretical specific energy)를 갖고 있으며 Li-CO2 등 기타 금속–이산화탄소 전지에 비해 가역 충전/방전 반응을 더 쉽게 달성한다는 것을 발견하였다. 방전시 이산화탄소를 흡수하고 충전시 이산화탄소를 방출하므로 호흡할 수 있는 전지로 불리는 Na–CO2 전지는 나트륨 금속을 음극으로 사용하였고 테트라에틸렌글리콜 디메틸에테르(tetraethylene glycol dimethyl ether)로 처리한 다중벽 탄소나노튜브를 양극으로 사용하여 우수한 성능을 보유하였다. 뿐만 아니라 화학수식을 거친 다공성 3차원 네트워크 구조를 전지의 양극에 적용하여 전지의 분극 작용을 효과적으로 줄임으로써 대용량 전기 저장 성능을 구현하였다. 실온에서 200회 순환에도 전지 시스템은 뚜렷한 감쇠를 보이지 않았고 우수한 가역 충전/방전 활성과 안정성을 나타냈다. 또한 4A/g 대전류 밀도에서도 4,000 mAh/g의 가역 비용량을 확보하여 양호한 고배율 방전 성능을 보유하였고 쾌속 충전/방전도 가능하다. 이러한 우수한 전지 성능으로 말미암아 실온에서 이산화탄소를 흡수하여 친환경 청정 전기 에너지원을 생성하는데 새로운 아이디어를 제공하였다. 정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-07/31/content_345581.htm?div=-1 |
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