↑ 이현욱 교수가 UNIST 이차전지연구센터에서 실시간 투과전자현미경(TEM)에 대해 설명하고 있다. |
국내 연구진이 차세대 이차전지로 불리는 리튬황전지의 충·방전 과정을 실시간으로 관찰한 연구 결과를 내놨다. 26일 울산과학기술원(UNIST)은 이현욱 에너지·화학공학부 교수가 '실시간 투과전자현미경(In Situ TEM)'으로 리튬황전지 내부를 관찰하고, 그 결과를 27일자 미국화학회지(JAC)에 싣는다고 밝혔다. TEM이란 장비를 이용해 리튬황전지이 충·방전되는 과정을 지켜보고 기능을 개선할 방법을 확인한 것이다.
TEM은 관찰하려는 대상에 전자 빔을 통과시켜서 원자 수준의 움직임을 들여다볼 수 있도록 한 현미경이다. 이 장비로 배터리 속 내부를 보려는 시도는 2010년부터 있었지만, 여전히 TEM을 사용할 수 있는 연구자는 전 세계에 10명도 채 되지 않는다. 10억원을 호가하는 고가인 데다 원하는 장면과 각도를 맞춰 장비를 다루려면 상당한 노하우가 필요하기 때문이다.
이 교수는 싱가포르 연구진의 의뢰를 받아 TEM으로 리튬황전지의 충·방전 과정을 살펴봤다. 실시간 관찰 결과 양극 물질인 황(Sulfur)을 몰리브덴황(MoS₂)으로 감싼 화합물을 이용하면 배터리의 부피가 팽창해 터지거나, 전해액이 녹아 내리는 문제를 막을 수 있다는 것을 발견했다. 리튬황전지 출시를 가로막던 주요 결함들에 대한 해결책을 제시한 것이다. 리튬황전지는 시중에서 사용되는 리튬이온전지보다 용량이 10배 높아 차세대 배터리로 꼽힌다.
이번 연구는 리
[김윤진 기자]
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