2차 전지를 뛰어넘을 아연-공기 전지의 발전

미래의 지속 가능한 배터리를 위한 국제 연구 협력

 

아연-공기 배터리를의 배터리 화학 기초는 비알칼리성 수성 전해질이다.

 

아연 공기 배터리는 고성능, 친환경, 안전성을 보장함과 동시에 비용 대비 효율적인 에너지 저장 기술이다.

 

기존의 아연-공기 배터리는 화학적 불안정성, 알칼리 전해질을 이용한 반응으로 인해 전기 화학적 비가역성*을 유발하는 데 어려움을 겪었다. 혁신적인 비알칼리성 수성 전해질을 기반으로, 뮌스터 대학 MEET 배터리 연구 센터의 과학자 Wei Sun 박사가 이끄는 국제 연구팀이 이전 기술을 극복 한 아연-공기 배터리용 새로운 배터리 화학을 개발했다. 연구팀은 상하이 푸단 대학, 우한 과학 기술 대학, 메릴랜드 대학 및 미 육군 연구소의 연구원을 포함한 연구 프로젝트의 세부 결과를 Science 저널에 발표했다.

 

최적화 된 아연-공기 배터리의 주요 매개 변수는 “우리의 혁신적인 비알칼리성 전해질은 이전에 알려지지 않았던 가역적 과산화 아연 (ZnO2) / O2 화학 물질을 아연-공기 배터리로 가져옵니다.”라고 Wei Sun 박사가 전했다. 기존의 강알칼리성 전해질과 아연 trifluoromethanesulfonate 염을 기반으로 하는 새로 개발된 비알칼리성 수성 전해질은 몇 가지 결정적인 장점이 있다. 아연 양극은 더 높은 화학적 안정성과 전기 화학적 가역성으로 더 효율적으로 사용되는데, 이렇게 구성된 아연-공기 배터리는 대기압에서 320싸이클(1,600 시간) 동안 안정적으로 장기간 작동할 수 있다.

 

전기 화학, 분석 기술 및 다중 규모 시뮬레이션을 사용해 ZnO2 / O2 배터리 화학의 메커니즘과 소수성 trifluoromethanesulfonate 음이온의 역할을 체계적으로 밝혔다. 실험으로 증명된 배터리의 에너지를 보았을 때 현재 시장을 리드하고 있는 리튬 이온 배터리(2차 전지)와 맞먹을 잠재력을 가지고 있다.

 

“아연-공기 배터리는 환경 친화적, 높은 안전성 및 저렴한 비용과 같은 장점을 가진 대체 배터리 기술을 제공합니다. 이 기술은 실제로 적용되기 전에 더 많은 연구와 최적화가 필요합니다."라고 말했다.

 

*비가역성: 화학반응의 이전상태에서 현재상태가 되었을 때 다시 이전상태로 돌아갈 수 없는 경우

 

 

[출처]: scitechdaily.com/battery-of-the-future-innovative-battery-chemistry-revolutionizes-zinc-air-battery/

Battery of the Future? Innovative Battery Chemistry Revolutionizes Zinc-Air Battery

 

 

Editor Susan