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| (사진=교토대학 홈페이지) |
[알파경제=(고베) 우소연 특파원] 교토대학교와 도요타자동차 연구진이 불소와 철 기반의 전고체 전지 수명을 대폭 늘리는 데 성공하며, 차세대 전지 상용화에 한 걸음 더 다가섰다고 니혼게이자이신문(닛케이)이 28일 전했다.
기존 전고체 불화물 이온전지가 수십 회 충방전 후 성능이 저하되는 문제점을 극복, 전기차(EV) 주행거리 2배 이상 향상 가능성을 제시했다.
연구진은 차세대 태양전지 소재인 '페로브스카이트 구조'를 활용한 새로운 양극을 개발했다. 이 양극은 철 원자와 산소 원자가 불화물 이온과 반응하며 충방전하는 방식으로, 기존 양극 대비 안정성을 크게 높였다.
나라여자대학의 야마모토 켄타로 부교수는 "새로운 양극은 30회 충방전 후에도 용량 저하가 거의 나타나지 않았다"고 밝혔다.
전고체 불화물 이온전지는 리튬 대신 불소를 사용해 자원 제약에서 자유롭고, 안전성 또한 높아 차세대 전지로 주목받고 있다.
하지만 양극의 내구성 문제가 상용화의 걸림돌로 작용해왔다. 이번 연구 결과는 전고체 불화물 이온전지의 수명을 획기적으로 개선, 2030년대 후반 상용화 목표 달성에 청신호를 켰다는 평가다.
연구진은 개발된 양극을 활용한 전고체 불화물 이온전지가 리튬 이온 전지 대비 2배 이상 에너지 저장 능력을 갖출 것으로 전망했다. 이는 현재 600km 수준인 전기차 주행거리를 1200km 이상으로 늘릴 수 있음을 의미한다.
한편, 차세대 전지 개발 경쟁은 더욱 치열해질 전망이다. 리튬 이온 전지의 음극을 리튬 금속으로 대체한 '리튬 금속 전지', 풍부한 나트륨 자원을 활용한 '나트륨 이온 전지' 등 다양한 차세대 전지 기술이 개발되고 있다.
각 전지 기술은 에너지 밀도, 비용, 안전성 등에서 장단점을 가지고 있어, 2035년 이후에는 다양한 종류의 전지가 양산될 것으로 예상된다.
이번 연구는 교토대학교, 양자과학기술연구개발기구, 도쿄대학, 효고현립대학, 도쿄과학대학, 도요타자동차의 공동 연구 성과이며, 독일 학술지 '어드밴스드·에너지·머티리얼즈'에 게재됐다고 닛케이는 전했다.
알파경제 우소연 특파원(wsy0327@alphabiz.co.kr)
