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미래 10대 유망기술과 차세대 배터리 리튬황전지

  • 2014.12.04.
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벌써 12월 첫 주가 끝나가고 있습니다.

그간 소원했던 친구, 지인들에게 문자 한통씩 넣으셨나요?

다가오는 을미년(乙未年) 새해는 ‘청양(靑羊)’의 해로, 청양은 온순하면서도 사회성이 좋은 기질을 타고났다고 합니다.

희생의 상징이기도 한 양이 적극성까지 띤다니 2015년에 태어난 아이들은 다들 훌륭한 사람이 될 것만 같은데요.

그렇다면 2015년 더욱 기대되는 미래유망기술에는 어떤 것들이 있을까요?

한국과학기술정보연구원(KISTI)이 올해 선정한 ‘미래유망기술 10선’을 살펴보고, 그중 하나인 리튬황전지에 대해 알아보겠습니다.

 

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2014 미래유망기술은 다음 다섯 가지로 분류됩니다.

건강한 사회, 스마트한 사회, 창의적 융합사회, 안전한 사회, 지속가능한 자연과 사회가 그것인데요.

건강한 사회는 면역체계에 문제가 생겼을 때 치유하는 ‘자가면역질환 기술’과, 빛을 통해 유전적으로 조작된 신경세포를 선택적으로 활성, 억제하는 ‘광유전학 기술’

스마트한 사회는 곤충, 물고기 등의 구조, 움직임 원리를 모방해 만든 ‘생체모방로봇 기술’과, 학습과정에서 나타나는 데이터를 분석해 효과적인 학습모델을 구축하는 ‘학습분석기술’

창의적 융합사회는 온도나 충격이 가해졌을 때 스스로 변화를 일으켜 조립되는 4D프린팅 기술과, 클라우드환경 보안기술

안전한 사회 부문에는 수시로 교통정보를 교환하는 지능형 교통시스템 V2X기술과, 선박, 자동차, 비행기 등을 활용한 무인수송기술

지속가능한 자연과 사회 부문에는 그간 기술 확장을 거듭해온 리튬황전지와, 메타물질응용기술이 선정되었습니다.

 

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저희 한수원이 ‘전기’를 생산해내는 발전소인 만큼 한수원과 밀접한 관계인 리튬황전지에 대해 더 알아보겠습니다.

리튬황전지(Lithium Sulfur Battery)는 황 나노물질을 이용해 만든 고용량 2차전지입니다.

기존 리튬이온전지는 충격이나 압력이 가해지면 전지 내부 온도가 올라 폭발 위험성이 있고, 시간에 따라 노화가 일어난다는 단점이 있습니다.

그러나 리튬황전지는 리튬이온전지의 이런 열화현상과 에너지밀도를 보완한 전지입니다.

 

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리튬황전지도 문제가 없는 것은 아닙니다.

리튬황전지는 리튬과 황의 결합으로 전기가 생산되는데, 전지의 충, 방전이 반복될 경우 황이 전해질에 녹아 없어지면서 성능이 떨어진다는 단점이 있기 때문입니다.

그래서 KISTI 연구팀은 황을 75mm 두께의 얇은 막대로 만들어 그 표면을 소량의 탄소로 코팅해 이런 단점을 극복했습니다.

현재는 단위 무게당 에너지 밀도가 최대 2,100Wh/kg으로 리튬이온전지의 5배 수준이라고 합니다.

이론적으로는 최대 2,700Wh/kg까지 발전할 수 있어 전기자동차나 무인기 등에 활용될 예정이라고 합니다.

탄소로 코팅된 황은 전해질과의 접촉이 거의 일어나지 않기 때문에 이같은 전지의 에너지밀도 확립이 가능했던 것입니다.

 

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이렇게 보완, 개선된 리튬황전지는 1,000회에 걸친 충전과 방전에도 기존의 80% 수준으로 전지 용량을 유지할 수 있다고 합니다.

친환경적이고 지속가능한 에너지 개발이 필요한 요즘, 리튬황전지는 앞으로 각광받을 기술임에 틀림없는데요.

2015년 새해에는 한층 더 업그레이드된 리튬황전지가 나와 더 오래, 장거리를 달릴 수 있는 전기자동차를 만날 수 있기를 기대합니다.

 

 

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