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#전해질

일반뉴스 코오롱-KIST, 수소·이차전지·바이오 핵심기술 공동 개발한다

헬로티 조상록 기자 | 코오롱그룹과 한국과학기술연구원(KIST)이 수소경제, 차세대 이차전지, 바이오·헬스케어 분야 핵심기술 개발을 위한 업무협약 양해각서(MOU)를 체결했다. 코오롱은 향후 KIST와 수소 생산 및 저장, 차세대 이차전지, 약물전달시스템 등과 관련한 핵심소재 기술을 발굴하고 공동연구 및 상용화에 긴밀히 협력해 나가기로 했다. 코오롱과 KIST는 수전해 기술을 바탕으로 한 그린수소 생산과 저장을 위한 핵심 소재 개발에 역점을 둘 계획이다. 지금까지 통상 물을 전기분해해 수소를 생산할 때 고가의 희귀금속이 촉매로 쓰였지만 그보다 효율성과 경제성을 높일 수 있는 새로운 촉매제 및 핵심 소재 개발을 목표로 하고 있다. 차세대 이차전지와 관련한 4대 핵심소재(양극재, 음극재, 전해질, 분리막) 기술도 확보해 나가기로 했다. 안정성, 사용시간, 충전속도 등과 관련한 기존 이차전지의 고질적인 문제를 해소할 소재 개발에 주력한다. 코오롱은 특히 전고체 배터리의 성능을 좌우하는 전해질과 음극재와 관련해 KIST가 축적해 온 연구성과를 그룹 내 연구·개발 역량과 융합해 차세대 배터리 기반 기술을 확보해 나갈 계획이다. 바이오·헬스케어 분야에서는 코오롱이 개발
- 조상록 기자
- 2021-11-03 16:55
일반뉴스 LG에너지솔루션, 25℃에서도 충전 되는 전고체 배터리 기술 개발

헬로티 조상록 기자 | LG에너지솔루션이 미국 샌디에이고 대학교(이하 UCSD)와 공동 연구로, 상온(25℃를 의미)에서도 충전이 가능한 장수명 전고체 배터리 기술을 개발했다. 기존 전고체 배터리는 60℃ 이상에서만 충전이 가능했다. 실리콘을 적용한 전고체 배터리 중 상온에서 충방전 수명이 500회 이상인 건 처음이다. 이번 연구 논문은 9월 24일 세계 과학계 연구성과 지표의 기준이 되는 최고 권위의 과학 저널 ‘사이언스(Science)’지(373권 6562호)에 실려 그 성과를 인정받았다. 전고체 배터리는 배터리의 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 대체함으로써 현재 사용 중인 리튬-이온 배터리보다 에너지 밀도를 향상시키고 안전성도 강화할 수 있는 차세대 배터리다. 하지만 에너지 밀도 향상을 위해 리튬 금속을 음극으로 적용한 기존 전고체 배터리의 경우 온도에 민감해 60℃ 혹은 그 이상의 고온 환경에서만 충전할 수 있는데다 느린 충전 속도가 한계로 지적되어 왔다. 연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 전고체 배터리의 음극에서 도전(導電)재와 바인더를 제거하고 5um(마이크로미터) 내외의 입자 크기를 가진 ‘마이크로 실리콘 음극재’를 적용했다.
- 조상록 기자
- 2021-09-24 13:36
일반뉴스 UNIST, 압력센서만으로 전고체 배터리 내부 진단하는 기술 개발

헬로티 조상록 기자 | 울산과학기술원(UNIST)은 전고체 배터리에 압력 센서를 붙여 내부에서 일어나는 부반응을 알아내는 데 성공했다고 9월 7일 밝혔다. 이 기술은 전지 수명을 줄이는 부반응을 알아내는 비파괴 진단 기술로 주목받고 있다. UNIST에 따르면 에너지화학공학과 이현욱 교수 연구팀은 압력 변화를 분석해 황화물 전고체 배터리 내 2차상 물질과 수지상 물질 생성 반응을 구분했다. 연구팀은 2차상 물질이나 리튬 수지상 물질이 만들어질 때 전지 내 부피 변화에 차이가 있을 수 있다는 데에서 아이디어를 얻었다. 전지 내 물질의 부피가 줄어들면서 외부에서 측정한 압력이 감소하는 원리다. 연구팀은 이를 입증하기 위해 전지 내 부반응이 다른 두 종류의 황화물계 고체 전해질을 사용했다. 주석 금속 이온이 포함된 황화물계 고체 전해질은 배터리의 리튬 금속 전극과 만나면 불안정한 2차상으로 변하기 쉬운 반면, 금속 이온이 없는 황화물계 고체 전해질에는 리튬 금속이 전극 표면에 뾰족뾰족하게 자라 전해질 속으로 파고드는 리튬 수지상이 잘 생긴다. 제1 저자인 이찬희 박사과정 연구원은 "기존 전해질보다 부피가 훨씬 작은 2차상은 전해질 단면 전체에서 만들어지기 때문에 압
- 조상록 기자
- 2021-09-07 17:22
일반뉴스 에너지연-한양대, 백금 사용량 줄이는 수소 연료전지 기술 개발

헬로티 조상록 기자 | 한국에너지기술연구원(이하 에너지연)과 한양대학교가 공동으로 수송용/건물용 연료전지 MEA* 단가를 저감할 수 있는 원천기술을 개발했다. 에너지연 연료전지실증연구센터 정치영 박사 연구진과 한양대학교 화학공학과는 공동연구를 통해 습식 전기분무 방식에 기반한 연료전지 전극 내 이오노머 나노제어 기술을 통한 백금 사용량 저감 MEA 제조 원천기술을 개발했다고 밝혔다. MEA(Membrane Electrode Assembly, 막전극접합체)는 연료전지 전극과 전해질막이 접합된 핵심 부품으로, 수소와 산소가 반응, 실제 전기화학반응이 일어나 전기를 만드는 부분이며 연료전지 스택 원가의 약 40%를 차지한다. 이번 기술을 이용하면 백금 사용량을 0.1mg/cm2 수준으로 저감할 수 있으며, 이를 통해 미국 에너지성(US DOE)에서 제시한 기술적 목표를 조기 달성하는 성과를 이루었다. 고분자 연료전지는 고분자로 이뤄진 막을 전해질로 사용하는 연료전지로, 저온에서 반응이 일어나며 높은 에너지밀도와 효율을 가져 교통수단의 동력, 현지 설치형 발전 등 활용범위가 넓은 장점이 있다. 고분자 연료전지에서 전극은 슬러리 공정을 통해 백금 촉매와 나피온 이오노
- 조상록 기자
- 2021-09-03 16:33
일반뉴스 국내 배터리 3사는 어떻게 R&D를 하고 있을까

헬로티 이동재 기자 | 전기차에 들어가는 이차전지는 계속해서 진화하고 있다. 테슬라가 연 전기차 시장이 폭발적으로 성장하면서, 기존에 내연기관차를 생산하던 완성차 업체들도 잇따라 전기차 사업에 뛰어들었다. 갖가지 전기차 모델이 출시되면서 소비자들의 선택지는 늘었지만, 내연기관차와 비교해 주행거리, 안전성 등 성능이 불안정해 보인다는 점은 여전히 소비자들에게 불안요소다. 상기한 전기차의 성능은 탑재되는 배터리와 직결되는 문제다. 배터리 제조업체들은 끊임없이 배터리의 성능을 개선해야 하는 숙제를 떠안았다. 글로벌 배터리 시장에서 순위권을 다투고 있는 우리 기업들도 배터리 관련 R&D(연구·개발)에 많은 돈을 투자하고 있다. 본 지면에서는 국내 배터리 3사의 지난 1분기 R&D 진행 현황을 정리했다. LG에너지솔루션 국내 3사 중 글로벌 시장에서 가장 앞서 있는 LG에너지솔루션은 전기차 배터리, 스마트폰, 전동공구 등에 들어가는 소형 전지 분야와 전력망, 주택용 등에 사용되는 ESS 분야의 연구·개발을 통해 사업의 경쟁력을 강화하고 신규 사업영역을 지속적으로 발굴하고 있다. 특히 차세대 고용량/고안전성 소재, 전지 제조 공정 고도화 등과 같은 당사의
- 이동재 기자
- 2021-07-29 09:00
기술자료 국내 연구진, 수소차 연료전지 전해질막 소재 개발...고체 전해질 설계 도움 전망

[헬로티] 국내 연구진이 수소차에 쓰이는 연료전지인 양성자 교환막 연료전지의 전해질막 소재를 개발했다. UNIST 화학과 나명수·백승빈·김영삼 교수 공동연구팀은 수소 이온 전도성이 뛰어난 연료전지용 전해질막 소재를 개발했다. 이 소재는 일반 고분자 전해질 소재와 달리 금속과 유기물이 혼합된 금속-유기 골격체(MOF : Metal–organic framework)로 이뤄졌다. 연구팀은 전해질의 수소 이온 전도도를 높이는 원리까지 밝혀내 향후 고성능 다공성 고체 전해질을 설계하는 데 도움이 될 전망이다. 수소연료전지는 수소와 공기 중 산소를 이용해 화학반응을 일으켜 전기를 생산하는 장치로, 부산물로 물만 나오는 친환경 발전장치다. 두 개의 전극과 양 전극 사이에서 수소 이온을 통과(수소 이온 전도)시키는 전해질막으로 이뤄졌다. 이 전해질막의 수소 이온 전도도는 화학반응 속도에 영향을 줘 연료전지 효율을 결정한다. 연구팀은 금속과 유기물이 결합해 다공성 골격구조체를 이루는 MOF로 60℃에서 10-2 S(지멘스)/cm 이상의 수소 이온 전도도를 지닌 전해질 소재를 개발해냈다. MOF의 한 종류인 MOF-808에 아미노술폰산이온을 첨가(손님분자)해 만들었다. MOF
- 이동재 기자
- 2021-06-07 12:12

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