전극 물질 성능 개선해 에너지 효율 13.2% 달성
실내 조명(광)을 이용해 배터리를 충전할 수 있는 고효율 전극 소재가 개발됐다.
UNIST(총장 이용훈)는 송현곤·권태혁 교수팀이 실내조명의 에너지 전환 효율을 13.2%까지 끌어올린 고효율 배터리 전극 시스템을 개발했다고 25일 밝혔다. 기존 광 충전 시스템 에너지 전환 효율 기록은 11.5%다.
송 교수팀은 전극 소재인 리튬망간산화물(LiMn2O4)에 리튬 이온을 더 빠르게 집어넣는 방법으로 효율을 높였다. 리튬망간산화물에 전기화학적 자극을 줘 입자들을 한 방향으로 정렬시키고 그 크기를 키워 리튬 이온이 전극에 더 많이, 더 빨리 저장될 수 있도록 했다.
투과전자현미경으로 입자의 방향 정렬성과 크기 개선을 확인한 결과 입자 하나의 크기는 기존 26nm(나노미터)에서 34nm로 커졌다.
송 교수팀이 개발한 시스템은 염료감응 태양전지(발전기)와 전력을 저장하는 배터리를 결합한 것이다. 염료감응 태양전지를 이용한 실내 광 발전은 저조도 환경에서 전기 생산이 가능하지만, 빛이 없는 조건에서도 사용하려면 생산 전력을 저장할 수 있는 시스템이 필요하다.
송현곤 교수는 “간단한 전기화학적 자극만으로 저장전극 물질의 동역학 성질을 개선해 배터리 충전 효율을 높인 것이 주효했다”면서 “실내조명 발전과 저장을 일체화해 에너지 재활용 뿐 아니라 장소, 날씨, 시간에 제약 없이 사용할 수 있다”고 말했다.
울산=임동식기자 dslim@etnews.com
