스마트폰 5일 사용 가능한 초고용량 ‘리튬 황 배터리’ 등장
스마트폰 5일 사용 가능한 초고용량 ‘리튬 황 배터리’ 등장
  • 김정은 기자
  • 승인 2020.01.07 13:33
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호주연구팀, 새로운 리튬 황 배터리 개발...기존 배터리 대비 성능 4배↑
ⓒ 데일리포스트 이미지  출처=Pixabay 제공
ⓒ 데일리포스트 이미지 출처=Pixabay 제공

[데일리포스트=김정은 기자] 성능이 기존 리튬이온 배터리의 4배인 새로운 리튬 황 배터리를 호주 모나 쉬(Monash University) 대학 연구팀이 개발했다. 

스마트폰은 충전 후 5일간 사용할 수 있고, 전기자동차는 주행거리 1000km를 달릴 수 있다. 상용화에 성공한다면 친환경적이고 효율이 높은 에너지 기술로 주목받을 전망이다. 연구 논문은 국제학술지 '사이언스 어드밴스'에 게재됐다.   

사이언스 어드밴스에 게재된 연구팀 논문
사이언스 어드밴스에 게재된 연구팀 논문

스마트폰 등 반복적인 충·방전에는 일반적으로 리튬 이온 배터리가 사용된다. 리튬 황 배터리도 일부 항공기와 자동차에 이용되고 있지만, 음극 내 유황이 충·방전 사이클에서 팽창·수축에 의해 약 78%의 부피 변화(volume change)를 일으켜, 용량 저하 및 충전주기 단축을 초래한다는 문제가 있었다. 

영국 패러데이연구소(The faraday Institution)에 따르면 그간 리튬-황 배터리는 황의 '절연성'과 금속성 리튬 양극의 열화로 대량 생산이 어려웠다. 

모나쉬 대학의 마흐도크트 쉬바니(Mahdokht Shaibani) 교수는 “부피 변화에 대응 가능한 황 음극의 재설계를 통해, 성능이 저하되지 않는 리튬 황 배터리 개발에 성공했다. 기술 수준은 이미 상용화 직전  단계다. 리튬 이온 배터리보다 4배 이상의 성능을 가졌으며 200번 사이클 이상의 충·방전에도 99%의 배터리 효율을 유지한다”고 밝혔다.  

ⓒ Unsplash
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쉬바니 교수는 유황은 자원량이 풍부하고 저렴해, 전기차 및 그리드 에너지용 배터리 비용을 크게 절감할 수 있을 전망이라고 밝혔다. 호주 정부의 지원을 받은 연구팀은 리튬 황 배터리 특허를 획득했으며, 향후 몇 년 내 상용화를 목표로 추가 테스트를 진행할 예정이다.   

한편, 영국 과학 전문지 뉴사이언티스트(newscientist)는 “민주콩고의 어린이들이 노동 착취를 당하며 최악의 환경 속에서 발굴한 코발트가 리튬 이온 배터리에 사용되고 있다”며 “리튬 황 배터리 역시 유황 생산에서 동일한 윤리적 문제에 직면할 가능성이 있다”고 지적했다. 



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