아주대 연구진이 간단한 공정을 거쳐 배터리의 수명과 안정성을 동시에 높이는 신기술을 개발했다고 16일 밝혔다.
아주대에 따르면 이 대학의 윤태광 교수(응용화학·대학원 분자과학기술학) 공동 연구팀이 아연 금속 표면을 재설계하는 방식으로 아연이온전지 성능을 향상하는 데 성공했다.
아연이온전지는 물을 기반으로 하는 수계 전해질을 사용해 화재 위험이 낮고, 원료가 풍부해 차세대 친환경 배터리로 평가받는다.
하지만 충전과 방전을 반복할 때 금속이 뾰족하게 자라나는 덴드라이트(Dendrite) 현상과 물과의 반응으로 생기는 부반응 때문에 수명이 점차 짧아지는 단점을 지녔다.
이에 윤 교수팀은 전자레인지 등의 작동에 활용되는 전자기파(마이크로파)를 이용해 아연 표면에 미세한 구멍 구조를 만들어 전류가 고르게 흐르도록 했다. 금속이 한쪽으로 뾰족하게 자라나는 것을 예방하기 위해서다.
이 기술을 적용한 배터리는 고출력 조건에서도 500시간 이상 안정적으로 작동했으며, 1500회 이상의 충·방전 후에도 초기 성능의 약 70%를 유지했다.
특히 별도 복잡한 장비나 공정 없이 짧은 시간 안에 제작이 가능해 산업 현장 적용성도 높을 것으로 평가받는다.
연구팀은 해당 기술을 적용한 배터리를 활용해 소형 전자기기를 구동하는 데에도 성공한 것으로 전해졌다.
윤 교수는 “수명과 안정성이라는 핵심 과제를 동시에 해결한 성과”라며 “간단한 공정으로 구현 가능해 상용화 가능성도 크다”고 말했다.