울산과학기술원(UNIST·총장 이용훈)은 강석주·곽상규·안광진 에너지 및 화학공학부 교수팀이 공기 중 이산화탄소(CO₂)를 흡수해 전기를 저장하는 '리튬(Li)-이산화탄소 전지'를 개발했다고 28일 밝혔다.
강 교수팀은 리튬-이산화탄소 전지의 전해질로 용융염을 쓰고, 추가로 루테늄(Ru) 촉매를 투입하는 방법으로 공장 굴뚝을 비롯한 뜨겁고 이산화탄소 농도가 높은 환경에서 효과적으로 사용할 수 있는 전지 개발에 성공했다. 이산화탄소를 포집하는 친환경 고효율 배터리의 상용화 가능성을 높였다.
리튬-이산화탄소 전지는 리튬을 음극재로, 이산화탄소를 양극재로 사용하는 이차전지다. 전기를 사용하는 방전 과정에서 공기 중 이산화탄소를 포집한다.
하지만 전지 작동과정에서 탄산리튬(Li₂CO₃)이 발생하고 부반응으로 과전압이 일어나 전지 수명과 성능을 떨어트리는 문제를 안고 있다.
강 교수팀은 기존 전해질 대신 고체 질산염을 사용하고 양극 표면에 루테늄 나노 입자를 촉매로 붙여 부반응 및 과전압을 낮춰 이를 해결했다.
그 결과 전지 단위 부피당 출력을 나타내는 '전력밀도'가 기존 대비 13배 높아졌다.
강석주 교수는 “고전류밀도에서 구동 가능한 리튬-이산화탄소 전지를 처음으로 개발한 것”이라며 “전지 전력밀도를 대폭 높이면 고성능 차세대 충전시스템과 이산화탄소 포집 장치로서 리튬-이산화탄소 전지를 상용화할 수 있다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
