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KAIST 용량 유지율·수명 향상 이차 전지 개발
정희택·김희탁 교수 연구팀…기존 에너지 저장 장치 대체 기대
2018년 06월 06일  11:42:47 허송빈 기자 news@gocj.net

[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 생명 화학 공학과 정희태·김희탁 교수 공동 연구팀이 용량 유지율 15배, 수명을 5배 향상한 바나듐레독스-흐름 전지를 개발했다.

바나듐레독스-흐름 전지는 폭발 위험이 없는 이차 전지로 대용량화에 적합해 기존 에너지 저장 장치를 대체할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

공동 연구팀은 산화 그래핀 간의 가교 반응을 통해 바나듐레독스-흐름 전지에 적합한 기공 크기를 갖는 산화 그래핀 골격체 분리막을 구현하는 데 성공했다.

가교로 습기나 물을 흡수해 팽창하는 현상인 수화 팽창을 제한한 산화 그래핀 간 층간 간격을 선택적 이온의 투과를 위한 기공으로 활용하는 원리다.

이 산화 그래핀 골격체는 기공 크기를 통한 분리 성능이 뛰어나 매우 높은 수소 이온-바나듐 이온 선택성을 갖는다.

연구팀의 분리막은 바나듐레독스-흐름 전지의 용량 유지율을 기존 과불소계 분리막의 15배, 충·방전 사이클 수명 역시 기존 탄화 수소계 분리막에 비해 5배 이상 향상시켰다.

연구팀의 산화 그래핀 골격체를 통한 기공 크기 조절 기술은 다양한 크기의 이온을 활용하는 이차 전지, 센서 등의 전기 화학적 시스템에 적용 가능할 것으로 보인다.

김수현·최정훈 박사 과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 나노 레터스(Nano letters) 올 5월 3일자 온라인 판에 게재됐다.

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