| 푸단대학, 영하 70℃에서 사용이 가능한 리튬배터리 개발 | ||
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 최근, 푸단(復旦)대학 샤융야오(夏永姚) 연구팀은 영하 70℃ 조건에서 사용이 가능한 리튬배터리를 개발하여 충전배터리가 향후 지구의 극한지역 더 나아가 우주공간에서도 사용 가능할 전망을 보인다. 해당 성과는 미국 에너지 학술지 "Joule"에 게재되었다. 연구팀이 개발한 리튬배터리는 응고점이 낮고 극히 낮은 온도 조건에서도 전기를 전도할 수 있는 아세트산에틸을 전해액으로, 두 가지 종류의 유기화합물 PTPAn과 PNTCDA을 각각 음극과 양극으로 사용하였다. 전해액은 이온을 2개 전극 사이에서 이동시키는 화학 매질이다. 그러나 저온 조건에서 전해액과 전극 결합 위치에서의 전기화학 반응이 유지되기 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 연구팀 기존 리튬배터리와 다른 전극을 사용하였다. 해당 전극에서 사용한 유기화합물은 "삽입 과정"에 의존하지 않기에 리튬 이온이 전극의 분자격자에 삽입되는 과정이 필요하지 않으므로 저온 조건에서 삽입 과정이 느려지는 현상을 피면하였다. 또한 아세트산에틸 전해액과 유기고분자 전극의 사용으로 충전 가능한 배터리가 영하 70℃ 극저온 조건에서도 작동할 수 있게 되었다. 전통적인 리튬배터리는 영하 20℃ 일 경우 성능이 최적 수준의 50%이고 영하 40℃일 경우 성능은 최적 수준의 12% 밖에 안 된다. 러시아, 캐나다 등 극한지역의 최저 온도는 영하 50℃에 달하며 우주의 온도는 영하 157℃까지 내려간다. 새로운 배터리 재료는 전통적인 배터리 전극재료에 비하여 얻기 쉽고 저렴할 뿐만 아니라 친환경적이며 원가가 전통적인 배터리의 1/3 밖에 안 된다. 그러나 해당 리튬배터리의 상품화를 구현하려면 단위 질량의 에너지가 이미 상업화된 리튬배터리에 비하여 낮은 문제점을 해결해야 하며 또한 생산 과정에 대한 최적화가 필요하다. 정보출처 : http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2018/3/404146.shtm |
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