신소재 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.. 칼슘이온 배터리의 전해질 선택과 계면 호환성 개선 방안 잠들어 있던 거인의 각성: 칼슘이온 배터리의 부상2017년 어느 여름날, 일본 국립물질과학연구소(NIMS)의 한 연구실에서 작은 기적이 일어났다. 10년간 실온에서 충방전이 불가능하다고 여겨져 온 칼슘이온 배터리가 마침내 작동한 것이다. 연구진이 유기 전해질을 바꿔가며 수백 번의 실험을 반복한 끝에 얻은 성과였다. 왜 하필 칼슘일까? 답은 간단하다. 지구 상에서 다섯 번째로 풍부한 원소이면서도 리튬의 모든 한계를 극복할 수 있는 잠재력을 가졌기 때문이다. 칼슘은 바닷물에 400ppm이나 들어있어 사실상 무한 공급이 가능하고, 가격은 리튬의 1/100 수준이다. 더 놀라운 건 이론 용량이다. Ca²⁺는 2개의 전자를 주고받을 수 있어 같은 부피에서 리튬의 2배 에너지를 저장할 수 있다. 하지만 현실은 녹록.. 이전 1 다음
