기존 리튬이온전지보다 무게당 에너지 보유량이 5배 이상 크고, 기존 전기자동차의 가장 큰 문제점인 긴 충전시간과 충전 인프라 부족을 해결할 수 있는 교체식 마그네슘-공기전지 기술이 국내 연구자에 의해 개발됐다.
한국과학기술연구원(KIST) 에너지융합연구단 조병원 박사는 마그네슘-공기전지의 성능을 획기적으로 개선시킨 전극과 전지구조를 개발하고 세계 최초로 마그네슘-공기전지 자동차 시험주행에 성공했다고 17일 밝혔다.
마그네슘-공기전지는 마그네슘 금속과 공기 중의 산소를 전극물질로 이용함으로써 용량을 극대화한 전지로, 전기자동차(EV) 및 비상 전원과 같은 고에너지밀도가 요구되는 중·대형 전지시스템으로 각광받고 있다.
특히 현재의 내연기관 자동차와 비슷한 수준인 1회 충전 후 500km 이상을 주행할 수 있는 전기자동차를 실현하기 위해서는 전지의 에너지밀도가 700Wh/kg 이상이어야 하는데 마그네슘-공기전지는 이에 대응할 수 있는 포스트 리튬이온전지다.
현재까지는 마그네슘음극에서의 반응 효율이 낮고 공기양극에서의 반응속도가 느린 단점이 있었다.
연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 마그네슘음극 및 공기양극의 새로운 화학조성과 전지구조를 개발했다.
여러 물질들의 합성을 통해 개발한 마그네슘음극과, 공기양극의 탄소 소재 조성과 구조를 변경해 개발한 마그네슘-공기전지는 반응 효율과 속도를 획기적으로 높이고 에너지효율과 에너지밀도를 향상시켜 기존에 비해 출력이 2배정도 향상됐다.
특히 이번에 개발된 마그네슘-공기전지는 방전됐을 경우, 마그네슘 금속판과 소금물 전해액을 10분 안에 간단하고 신속하게 교체할 수 있어, 기존 리튬이차전지의 단점인 긴 충전시간(최소 2시간 이상)과 충전인프라 부족을 획기적으로 해결할 수 있는 새로운 패러다임의 전기자동차용 전지다.
