나노기술 및 정책 정보

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물질·재료연구기구(NIMS)는 기존 재료보다 전기 화학적 활성이 뛰어난 마그네슘 합금 재료를 개발하고, 마그네슘 금속 전지의 용량을 약 20% 향상시키는 데 성공함. 연구진은 전지 특성을 향상시키는 마그네슘 합금을 탐색했으며, 그 결과, 결정 방위를 제어하여 20μm 정도의 미세한 입자로 구성된 마그네슘 금속 재료에 원자 농도 0.3%인 미량의 이종 금속을 첨가함으로써 전기 화학적 활성을 크게 향상 시키는 데 성공함. 칼슘(Ca)을 첨가한 합금 재료(Mg-Ca)를 음극에 이용한 전지를 시작(試作)하고 그 특성을 평가한 결과, 순수 마그네슘 금속(pMg)을 이용한 전지에 비해 용량이 약 20% 향상된 것을 확인함. 이것은 마그네슘 금속의 합금화와 조직 제어를 통해 전지 특성을 개선한 세계 최초의 성과로, 본 연구에서 마그네슘 금속 전지의 전지 특성 개선에 야금(冶金)학적 접근이 유효하다는 것을 확인함. 마그네슘은 금속 구조 재료 분야에서 활발히 연구되어 온 재료로, 향후 연구진은 본 연구 성과를 바탕으로 대용량 마그네슘 금속 전지 실현을 위해 금속 조직 구조의 최적화를 연구할 계획임.

본 연구 성과는 ‘Chemical Communications’ (“Metallurgical approach to enhance electrochemical activity of magnesium anodes for magnesium rechargeable batteries”) 지에 게재됨.