류원희 교수, 차세대 고효율 리튬공기전지 촉매시스템 개발해
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- 작성자 커뮤니케이션팀
- 보도일자 2016-08-30
류원희 교수 연구팀의 이번 연구는 교내연구지원사업 및 한국연구재단의 신진연구자 지원사업의 지원을 토대로 수행되었으며, 연구논문은 미국 화학회가 발간하는 나노과학분야의 권위있는 학술지 나노레터스(Nano Letters, IF 13.779)에 8월 10일 게재됐다. 또한 미국 화학회가 발간하는 C&EN 매거진과 예일대학교 공대 뉴스를 통해 관련 학계의 주목을 받았다.
(논문명: A New Design Strategy for Observing Lithium Oxide Growth-Evolution Interactions Using Geometric Catalyst Positioning)
리튬공기전지는 기존의 리튬이온전지에 비해 2~3배 이상의 높은 에너지밀도를 가지는 전지로, 가솔린자동차를 대체할 미래의 친환경 전기자동차 배터리로 크게 주목 받고 있다. 그러나 현 수준의 리튬공기전지는 수명특성이 매우 떨어지며 저효율 때문에 실제 사용가능한 에너지밀도가 이론적 수치와 비교하여 매우 낮은 수준에 머무르고 있는 실정이다. 특히 방전반응 동안 전극 위에 도포된 촉매물질이 형성된 리튬산화물에 의해 덮여져 촉매표면이 비활성화되는 문제가 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 류원희 교수와 예일대 화공환경공학부 André D. Taylor 교수그룹은 새로운 구조를 가지는 촉매활성 맴브레인 시스템을 개발, 리튬공기전지 성능을 향상시켰으며 작동원리를 규명하는 데 성공하였다.
팔라듐 촉매입자를 알루미나 맴브레인 지지체에 고루 부착시키는 구조를 통해 리튬산화물이 직접적으로 촉매 위에 형성되는 것을 방지하였다. 뿐만 아니라 방전생성물을 다공성 알루미나 맴브레인 안에 채우는 방법을 이용하여 단면방향의 성장과 분해반응을 관찰하는데 성공했다. 류 교수는 “본 연구 성과가 차세대 리튬공기전지용 최적의 고효율 촉매시스템 개발을 위한 적용 가능성을 열 것”이라 기대했다.