꿈의 배터리 (2) 썸네일형 리스트형 리튬-황 배터리에서 다황화리튬 셔틀 효과 억제를 위한 격리막 개발 황의 배신: 꿈의 소재가 문제의 근원이 된 아이러니황은 완벽한 배터리 소재처럼 보였다. 지구상에서 16번째로 풍부한 원소로 석유 정제의 부산물로 나오니 사실상 공짜다(톤당 100달러). 이론 용량은 1672mAh/g로 리튬이온 배터리 양극재의 5배 수준이다. 게다가 무독성에 환경친화적이다. 2009년경부터 리튬-황(Li-S) 배터리 연구가 폭발적으로 늘어난 이유다. 하지만 황은 곧 연구자들을 절망시켰다. 방전 과정에서 황(S₈)이 순차적으로 환원되면서 Li₂S₈, Li₂S₆, Li₂S₄, Li₂S₂, Li₂S 등 다양한 다황화리튬(lithium polysulfide, LiPS)을 만든다. 문제는 이 중간 생성물들이 에테르 전해액에 잘 녹는다는 점이다. 마치 설탕이 물에 녹듯이 말이다. 녹아 나온 다황화리.. 리튬-공기 배터리의 산소 환원반응 촉매 성능 최적화 궁극의 배터리를 향한 꿈: 11,000Wh/kg의 유혹2009년 IBM이 "Battery 500" 프로젝트를 발표했을 때, 전 세계 배터리 연구자들의 가슴이 뛰었다. 500마일(800km)을 한 번 충전으로 달릴 수 있는 전기차를 만들겠다는 야심찬 계획이었다. 그 핵심에는 리튬-공기 배터리가 있었다. 이론 에너지밀도 11,400Wh/kg - 이는 휘발유(12,000Wh/kg)에 맞먹는 수치였다. 하지만 15년이 지난 2025년 현재, 리튬-공기 배터리는 여전히 실험실을 벗어나지 못했다. 왜일까? 답은 산소라는 까다로운 파트너 때문이다. 리튬이 공기 중 산소와 만나 Li₂O₂를 만드는 반응은 단순해 보이지만, 실제로는 엄청나게 복잡하다. 산소 분자(O₂)가 전자를 받아 과산화리튬(Li₂O₂)으로 변하는 과.. 이전 1 다음
