나노기술 및 정책 정보

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중국 칭화(淸華) 대학교, 베이징(北京) 임업(林業) 대학교, 베이징(北京) 이공(理工) 대학교와 영국 임페리얼 칼리지 런던의 공동 연구팀은 리튬음극에 대한 화학분석을 통해 바이오매스 나노소재에 기반한 리튬금속 음극을 보호하는 기술을 개발하는데 성공.

금속 리튬은 초고(超高) 이론 비교 용량과 최저 전극 포텐셜(Potential)을 보유하고 있기 때문에 기존의 상용화 리튬이온 배터리에 비해 배터리의 이론 에너지 밀도를 극대화 할 수 있어 고에너지 밀도 배터리를 요구하는 이머징 산업에 대한 큰 잠재력을 보유.

하지만, 금속 리튬 음극은 리튬 클래드 크리스탈 성장을 제어할 수 없고, 인터페이스 SEI 막의 불안정성을 제어할 수 없는 등의 단점은 리튬 금속 배터리의 상용화에 걸림돌이 되고 있는 상황임.

천연 바이오 소재는 원가가 저렴하고, 친환경적이며 구조가 풍부한 등 강점을 보유하고 있는 동시에 파생되는 나노 소재는 천연 소재의 우수한 강점과 더불어 인터페이스 SEI를 안정시키고, 음극의 리튬 클래드 크리스탈 성장을 제어할 수 있음이 밝혀져 거대한 응용 잠재력을 가짐.

연구팀은 이번 연구를 통해 지속가능하게 응용할 수 있는 천연 바이오소재와 리튬금속 음극 보호 간의 가교 시스템을 구축하고, 바이오매스를 이용한 리튬금속 음극 보호 기술을 개발하였으며, 바이오매스 나노소재가 고에너지 밀도를 요구하는 LMBs와 기타 첨단 에너지 저장 시스템 분야에서 폭넓게 응용될 수 있는 중요한 기술 기반을 구축하였음. 본 연구 성과는 ‘Materials Today Nano’ 지에 게재됨.