국방과학연구소(ADD)가 유도무기 열전지 용량을 기존 해외기술 대비 약 2배 이상으로 끌어올릴 수 있는 고성능 음극 기술을 개발했다.
ADD는 3차원 구조 고성능 음극 기술(리튬함침형 메탈폼 음극)을 세계 최초로 개발했다고 29일 밝혔다.
이번 연구는 최유송 ADD 책임연구원, 안태영 선임연구원이 진행했으며, 세계적 과학논문지인 '사이언티픽 리포트'에 3월 온라인 게재됐다.
이번 연구는 기존 열전지 음극 제조공정 단점으로 꼽혔던 긴 제조시간과 고비용, 용량 한계를 한 번에 해결할 수 있는 성과다. 다공성 금속 물질(메탈폼)에 가열해 용융(액체화) 한 순수 리튬을 함침(침투)시키는 공정기술로 기존 문제점을 극복하고 성능을 확보했다.
유도무기에 사용되는 열전지는 500도 정도 고온, 고하중에서 작동되는 특수전지다. 제조 시 리튬이 금속다공체에 잘 함침되도록 하고, 작동 시 용융상태 리튬(녹는점 180도)을 고온에서 흘러내리지 않고 고하중에서 전극 형태를 잘 유지하도록 제조하는 것이 기술 핵심이다.
ADD는 이런 고에너지 밀도 전극 분야 기술력을 바탕으로 세계 최고 성능 유도무기 및 어뢰용 전지 개발에 지속적으로 집중하고 있다. 이번 연구결과는 향후 유도무기에 적용될 예정이다.
또 개발된 기술은 민수분야 전지의 핵심 부품인 고에너지 밀도 전극에도 활용이 가능해 휴대용 전자기기, 전기자동차용 리튬배터리에도 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
김영준기자 kyj85@etnews.com
