경희대 이정태 교수 연구팀, 남극서 차세대 이차전지 소재 발견

[글로벌대학팀 김선영 기자] 경희대학교 융합바이오신소재공학과 이정태 교수 연구팀이 극지연구소 윤의중 박사와의 공동연구를 통해 남극에서 차세대 이차전지의 핵심 소재를 발견했다. 이 신소재는 배터리의 성능과 수명을 대폭 향상시켰으며, 연구는 그 우수성을 인정받아 세계적인 학술지에 게재되었고, 현재 국제 특허가 진행 중이다.

리튬-황 전지는 배터리 용량이 크고 작은 공간에 더 많은 에너지를 저장할 수 있어 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 하지만 기존의 리튬-황 전지는 충·방전 과정에서 황이 변하거나 바인더가 팽창해 성능이 저하되는 문제가 있었다. 이에 대한 해결책으로 공동연구팀은 남극 세종기지 인근 바다에서 채집한 홍조류 '커디에아 라코빗자에(Curdiea racovitzae)'에서 상용 바인더의 기능을 획기적으로 향상시킬 신소재인 'CRP'를 발견했다.

CRP는 개미굴처럼 복합적인 3차원 구조를 형성하며 배터리의 성능과 안정성을 크게 향상시켰다. 기존 바인더를 대신하여 CRP를 사용하면 배터리 용량 유지 성능이 약 100% 향상되는 효과를 나타낸다. 이정태 교수는 "개미굴처럼 생긴 다공성 구조가 충·방전 시 내부 팽창을 흡수해 장기 사용에도 전극의 형태가 안정적으로 유지된다"고 설명했다.

이 연구팀은 상용화를 위한 대량 배양 기술 개발과 후보물질 추출 효율을 높이는 연구를 계속해서 진행할 계획이다. 또한 국내 해조류에서도 유사한 성질을 가진 소재를 발굴하기 위한 추가 연구도 계획 중이다. 이정태 교수는 "배터리 사용량이 지속적으로 증가함에 따라 지속 가능한 원료의 중요성이 커지는 만큼, 바이오소재를 활용한 이차전지 소재 개발은 앞으로 더욱 주목받을 것"이라고 말했다.

이번 연구는 극지연구소와 한국임업진흥원, 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다.

김선영 기자 글로벌대학팀 news@beyondpost.co.kr