경상국립대=영국 옥스퍼드대와 공동연구
국내 특허 출원 진행
국제 학술지인 ≪케미컬 엔지니어링 저널≫에 발표

경상국립대-영국 옥스퍼드대 공동연구팀이 개발한 화재 및 폭발 위험성이 없는 차세대 아연-이온 배터리 시작품. 경상국립대 제공

경상국립대 에너지공학과 유근 학생과 안건형 교수(왼쪽부터)

화재와 폭발 위험이 없는 차세대 아연-이온 전지 기술이 개발됐다.

경상국립대는 에너지공학과 안건형 교수팀과 영국 옥스포드대 공동연구팀이 화재와 폭발 위험이 없는 전지 개발 원천기술을 개발, 화학공학분야 세계적 학술지 ≪케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)≫(IF 13.2, JCR 상위 2.4%) 최신호에 발표, 게재했다고 24일 밝혔다. 논문 제목은 ‘초기 안정화 과정이 필요 없는 아연-이온 배터리용 물이 삽입된 바나듐 산화물 양극 연구’이다.

한국연구재단 주관의 신진연구자지원사업의 지원으로 수행된 이 연구는 학부생인 경상국립대 에너지공학과 4학년 유근 학생이 단독 1저자로 참여해 눈길을 끈다.

공동연구팀이 개발한 기술 핵심은 안정적인 아연금속과 물에 기반한 전해질을 사용해 화재·폭발 위험성이 없는 아연-이온 배터리 제조에 필수적인 바나듐 산화물(V2O5) 양극의 안정적 에너지 저장 난제를 풀었다. 공동연구팀은 바나듐 산화물 양극의 초기 충전·방전 문제를 사전에 전기화학적 방법으로 물(H2O)을 바나듐 산화물(V2O5) 층간 격자 내에 포함해 해결했다.

이 배터리 기술은 사용 초기부터 안정적인 에너지 저장 성능과 함께 200회 충전·방전 후 91%의 우수한 용량 유지율을 확보했다. 또 배터리를 접고, 물에 넣고, 자른 후에도 화재와 폭발이 일어나지 않고 정상적으로 작동했다. 연구팀은 시제품도 성공적으로 제작했다.

이에 경상국립대 기술비즈니스센터(센터장 김현준)의 도움을 받아 국내 특허 출원 절차를 진행하는 등 지식재산권도 확보할 예정이다.

안건형 교수는 “최근 ‘ESS의 화재·폭발’이라는 문제점을 해결할 수 있는 원천기술을 국내 기술로 개발한 것으로, 폭발·화재의 위험이 없는 안전한 차세대 배터리로서 주목받을 것으로 기대된다”고 의미를 부여했다.

또 “학부생이 연구에 참여해 석·박사과정생들과 함께 공동저자로 SCI 국제학술지에 논문을 게재한 사례는 드물게 있으나, 이처럼 학부생이 수업과 병행하며 스스로 연구를 수행해 SCI급 학술지에 1저자로 논문을 게재하는 경우는 흔하지 않은 일로 미래가 촉망된다”고 평가했다.

이선규 기자 sunq17@busan.com