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양극재를 차세대 이차전지 성능 높이는 촉매로 활용

바나듐 레독스 흐름전지 전극 촉매로의 폐리튬이온전지 양극재 재활용 모식도.

[대학저널 온종림 기자] 일상 생활에서 흔히 접하는 폐배터리를 차세대 이차전지의 촉매로 재활용할 길이 열렸다.

 

부경대학교 고민성 교수 연구팀은 13일 폐리튬이온전지 양극재를 이용해 차세대 대용량 에너지 저장장치로 주목받고 있는 바나듐 레독스 흐름전지의 고속 충·방전 특성을 향상하는 데 성공했다고 밝혔다0.
 

바나듐 레독스 흐름전지의 전극에는 탄소물질이 주로 사용되지만, 가역성(어떤 상태로 변했다가 본 상태로 되돌아가는 성질)이 낮아 충·방전 시 전지 성능이 저하되는 문제점이 있다.
 

고 교수 연구팀은 폐리튬이온전지 양극재가 반복적인 충·방전에 의해 전자구조가 변화되고 산소 공공(空孔·vacancy)의 수가 증가한 상태라는 점에 주목했다.
 

고 교수 연구팀은 전지의 성능을 높이기 위해 폐리튬이온전지의 양극재를 촉매로 사용했다. 쓴 것이다. 그 결과 폐리튬이온전지 양극재 특성이 반응물들의 산화환원 반응 시 저항을 크게 감소시켜 1,000회 이상 고속 충·방전을 가능하게 했다.
 

고 교수는 “폐리튬이온전지 발생량이 급증할 것으로 전망되는 상황에서 촉매로서의 재활용 방안을 제시해 자원순환 효과도 기대할 수 있다”고 말했다.
 

이번 연구는 재료·에너지 분야 국제학술지인 ‘Journal of Materials Chemistry A’에서 우수성을 인정받아 2022년도 ‘주목할 논문(Hot paper)’으로 뽑힌 데 이어, 지난 9월 28일 36호의 표지 논문으로도 선정됐다.

 

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