UNIST 조재필 교수팀, 비폭발성 ‘알루미늄-공기 흐름 전지’ 기술 개발
UNIST 조재필 교수팀, 비폭발성 ‘알루미늄-공기 흐름 전지’ 기술 개발
  • 최진 기자
  • 승인 2018.09.13 23:31
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한 번 교체에 700km 이상 주행 가능

[대학저널 최진 기자] UNIST(총장 정무영) 에너지 및 화학공학부의 조재필 교수팀은 휘발유 자동차보다 효율적인 전기차 배터리 시스템을 개발했다. 리튬 이온 배터리보다 오래 쓰면서 폭발하지 않는 ‘알루미늄-공기 흐름 전지’ 기술이다.

알루미늄-공기 흐름 전지는 충전해 사용하는 이차전지가 아니라 방전만 되는 일차전지다. 전기차에 적용하면 알루미늄 금속만 교체해 전기를 공급받게 된다. 같은 무게의 휘발유와 알루미늄의 실질적 에너지 밀도를 따지면 알루미늄이 월등하다.

휘발유(가솔린)의 이론적인 에너지 밀도는 1kg 당 1만 3000Wh지만, 실제로 엔진을 구동시키는 과정에서 에너지 손실이 커, 실질적 에너지 밀도는 1700Wh로 줄어든다. 반면 알루미늄-공기 흐름 전지에서 알루미늄 금속은 1kg 당 2541Wh의 에너지 밀도를 구현할 수 있다.

조재필 교수는 “휘발유 1kg은 실제 자동차에서 1700Wh의 에너지 밀도를 나타내지만, 알루미늄-공기 흐름 전지에 적용한 알루미늄의 에너지 밀도는 1kg 당 2500Wh가 된다”며 “이 정도 에너지 밀도라면 한 번 교체에 700km를 달리는 전기차 배터리를 만들 수 있다”고 설명했다.

알루미늄-공기 흐름 전지의 방전 용량은 기존 알루미늄-공기 전지보다 17배 증가했다. 또 새로 개발한 은-망간산화물 기반 촉매는 기존에 많이 사용하던 백금계 촉매(Pt/C)에 뒤지지 않는 성능을 보였다. 은(silver)은 백금보다 50배 낮은 가격이기 때문에 가격 면에서도 경쟁력을 확보했다.
 
조 교수는 알루미늄이 산업적으로 가장 많이 쓰는 금속이라 소재 수급에 따른 전지 가격 문제에서 자유롭고 전기차에 가벼운 알루미늄 금속을 교체하는 방식으로 쓸 수 있을 것이란 전망도 내놓았다.

한편 조재필 교수팀의 이번 연구는 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 9월 13일자에 게재됐다. 연구 수행은 울산광역시청의 지원을 받아 이뤄졌다.


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