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토호쿠(東北)대학 재료과학고등연구소(WPI-AIMR), 스위스 로잔연방공과대학(Federal Institute of Technology Lausanne) 등의 국제 공동 연구그룹이 자원성이 풍부한 칼슘에 주목, 칼슘 이온 전지용의 새로운 전해질로서 수소와 붕소로부터 형성된 수소 클러스터를 포함하는 착체 수소화물을 새롭게 개발하고 높은 전도율을 얻을 수 있음을 발견함.

지속 가능한 사회를 위한 재생 가능 에너지의 도입 및 전기 자동차 등의 발전을 배경으로, 전지 용량이 이론적 한계에 다다르고 있는 리튬 이온 전지를 대체하는 고성능 축전 장치의 개발이 요구되고 있음.

연구진은 불소가 포함되지 않은 약 배위성 음(-)이온인 수소 클러스터(착 이온으로서의 모노 카본) [CB11H12]–을 이용한 칼슘 전해질 Ca[CB11H12]2를 새롭게 합성하고 고체 전해질 및 액체 전해액의 각각의 가능성에 대해 검토함으로써 우수한 전기 화학적 특성을 규명함.

얻어진 전해액은 ‘높은 이온 전도성’, 음(-)극·양(+)극 대한 ‘높은 전기 화학적 안정성’을 갖는 동시에, 칼슘 이온 전지의 수명 향상에 유리한 ‘불소 미함유’인 세계 최초의 전지 재료라 할 수 있음.

본 연구 성과는 Scientific Reports(Monocarborane Cluster as a Stable Fluorine-Free Calcium Battery Electrolyte)에 게재됨