700㎞ 달려는 전기차 배터리 기술 개발

조재필 울산과학기술원(UNIST)에너지 및 화학공학부 교수(사진. 울산과학기술원)팀이 리튬 이온 배터리보다 오래 쓰면서 폭발하지 않는 '알루미늄-공기 흐름 전지' 기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

 

 

휘발유 엔진보다 에너지 효율이 높은 전기차 배터리 기술이다. 이번 연구는 학술지 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 13일 자에 게재됐다.

 

알루미늄-공기 흐름 전지는 충전해 사용하는 이차전지가 아니라, 방전만 되는 일차전지다. 이 전지에 적용한 알루미늄의 에너지 밀도는 1㎏당 2천500Wh(킬로와트시)로, 휘발유 1㎏의 1천700Wh보다 월등하다. 이런 밀도라면 한 번 교체에 700㎞를 달리는 전기차 배터리를 만들 수 있을 것으로 기대한다.

 

이 전지 기술은 다양한 금속(연료)을 공기와 반응시켜 전기를 얻는 '금속-공기 전지'의 하나다. 알루미늄-공기 흐름 전지의 방전 용량은 기존 알루미늄-공기 전지보다 17배 증가했다.

 

새로 개발한 '은-망간산화물 기반 촉매'까지 적용하면 전지가 폭발하지 않으면서 전기차 주행거리를 크게 늘릴 것으로 기대한다. 이 고성능 촉매는 기존 백금계 촉매에 성능은 뒤지지 않으면서, 가격은 50분의 1 수준이다.

 

조 교수는 "알루미늄은 산업적으로 가장 많이 쓰이는 금속이라 소재 수급에 따른 전지 가격 문제에서 자유롭다"면서 "전기차에서 (배터리를 충전하는 대신) 가벼운 알루미늄 금속을 교체하는 방식으로 사용할 수 있을 것"이라고 전망했다.