[베이징=뉴스핌] 조용성 특파원 = 중국의 연구진이 차세대 배터리로 평가받는 수소 음이온 배터리를 개발해 냈다.
중국과학원 다롄(大連) 화학물리연구소의 연구팀은 새로운 유형의 수소 음이온 전해질을 개발해 냈고, 이를 바탕으로 세계 최초의 수소 음이온 프로토타입 배터리를 만들어 내는 데 성공했다고 중국 과기일보가 18일 전했다. 해당 연구 성과는 국제 학술지 네이처에 등재됐다.
매체는 수소 음이온 배터리가 이론적 단계에서 실험적 검증 단계에 접어들었다고 의미를 부여했다.
연구팀은 삼수소화세륨을 수소화바륨으로 감싸는 방식으로 새로운 전해질을 개발해 냈다. 전해질은 높은 수소 음이온 전도도, 낮은 전도도, 높은 안정성을 동시에 갖췄다. 이 전해질을 바탕으로 연구진은 수소 음이온 배터리 시제품을 만들어 냈다.
실험 결과, 해당 배터리의 양극은 최초 방전 용량이 984mAh/g에 달했으며, 20회 충·방전 후에도 402mAh/g의 용량을 유지했다. 연구팀은 또한 적층형 배터리를 구성해 전압을 1.9V까지 끌어올렸으며, LED 조명을 성공적으로 점등했다.
수소 음이온 배터리의 최대 강점은 더욱 많은 에너지를 저장할 수 있다는 것이다. 수소는 가장 가벼운 원소로, 같은 질량에서 더 많은 화학적 에너지를 저장할 수 있다. 이론적으로 수소 음이온 배터리는 리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도를 5~10배 수준으로 끌어올릴 수 있다.
수소 음이온 배터리는 또한 리튬, 코발트 등 희소 금속에 대한 의존도를 낮출 수 있다. 다만 이번 연구 성과는 실험실 수준의 프로토타입을 제작하는 데 그쳤으며, 향후 산업화까지는 수천 회 이상의 충방전 안정성 확보, 제조 비용 절감, 대량 생산 공정 개발 등이 필요한 것으로 분석되고 있다. 상용화된다면 전기차 배터리는 물론 에너지저장장치(ESS), 수소 저장 인프라 등에 폭넓게 활용될 수 있다.
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| 중국의 연구진이 수소 음이온 배터리 프로토타입을 개발해 냈다. [사진=중국과학원] |
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