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최신뉴스 UNIST, 이산화탄소 줄이고 전기·수소 생산되는 배터리 시스템 개발

[헬로티] 온실가스인 이산화탄소를 없애는 동시에 수소와 전기를 더 쉽고 빠르게 생산하는 새로운 시스템이 개발됐다. ▲개발된 시스템의 충방전 에너지 사이클 모식도 UNIST 에너지화학공학부 김건태 교수팀은 시스템을 분리하는 멤브레인(분리막)이 필요 없는 ‘멤브레인 프리(Membrane-free) 수계 금속-이산화탄소 배터리’를 개발했다. 기존 수계 금속-이산화탄소 시스템과 달리 전극 분리막이 없어 제조 공정이 간단할 뿐 아니라 한 종류의 전해질만으로 지속적인 동작이 가능하다. 김 교수팀은 선행연구를 통해 수계 금속-이산화탄소 시스템을 세계 최초로 개발한 바 있다. 수계 금속-이산화탄소 시스템은 이산화탄소가 녹아 산성화된 물에서 자발적으로 발생하는 화학 반응으로 이산화탄소를 수소와 전기로 바꾸는 시스템이다. 이번에 개발된 배터리 기술은 음극, 수계전해질, 양극만을 필요로 한다. 수소 발생 효율 패러데이 효율이 92%로 높을 뿐 아니라 충전 반응에서 생성되는 산소와 염소도 유용하게 쓸 수 있다. 이처럼 이산화탄소를 제거하는 동시에 유용한 자원을 생산하는 ‘이산화탄소 활용 및 저장기술(Carbon Capture, Utilization

서재창 기자

2021-01-20 13:32

최신뉴스 컴퓨터 시뮬레이션 기술로 전지의 화학반응 예측한다

▲ 리튬이온배터리 실리콘 전극 표면에 계면막(SEI)이 생성되는 과정을 예측할 수 있는 컴퓨터 시뮬레이션 기술 [첨단 헬로티] 리튬이온전지는 밀도가 높아 무게가 가볍고 고용량의 전지를 만드는 데 유리해 휴대폰, 노트북, 디지털 카메라 등에 많이 사용되고 있다. 리튬이온전지는 충방전을 거듭할수록 전극 표면에서 산화·환원 반응을 통해 전극-전해질 계면막(SEI, Solid-Electrolyte Interphase)이 형성되어 적층되는데 이것이 전지의 성능을 저하시킨다. 최근 국내 연구진이 이러한 전지의 계면현상을 이해하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 나노 단위에서 전극의 계면반응을 빠르게 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 한국과학기술연구원(KIST) 계산과학연구센터 한상수 박사 연구팀은 ‘리액티브 포스 필드’(ReaxFF, Reactive Force Field)라는 자체 개발한 시뮬레이션 기술을 통해 실리콘(Si) 전극과 다양한 종류의 전해질 간의 화학반응을 예측할 수 있는 소프트웨어(S/W)를 개발함으로써, 화학반응 중에 생성되는 다양한 계면막 구성성분(유·무기화합물) 및 가스 생성 메커니즘을 규명하고

김혜숙 기자

2017-07-11 17:04