해수전지 핵심 고체전해질 ‘바닷물서 더 안정’ 원리 입증

순수 물보다 안정…"오래 쓰는 해수전지 개발에 도움"

울산과학기술원(UNIST) 연구팀이 해수전지 구성 부품인 고체 전해질의 안정성을 입증한 연구 결과를 두 건의 논문으로 연이어 발표했다.

UNIST는 이현욱, 김영식, 곽상규 교수 연구팀이 해수전지에 쓰이는 고체 전해질의 정적·동적 안정성을 2건의 개별 연구를 통해 검증했다고 13일 밝혔다.

연구팀에 따르면 고체 전해질은 바닷물로부터 전극을 보호하고, 해수 속 나트륨 이온만을 선택적으로 통과시키는 필터 역할을 하는 해수전지 핵심 부품이다.

하지만 지금까지 해수전지 고체 전해질의 안정성을 실제 구동 환경에서 살펴본 사례는 없었다.

연구팀은 고체 전해질 소재를 실제 해수전지에 쓰이는 ‘펠릿'(Pellet·가루를 뭉친 얇은 덩어리) 형태로 제작한 뒤 바닷물이나 충·방전과 같은 동적 변화에 노출하는 방식으로 안정성을 입증했다.

연구 결과 고체 전해질은 순수한 물(증류수)보다 오히려 다양한 이온이 공존하는 바닷물에서 더 안정한 것으로 나타났다.

이온 농도 차로 인해 고체 전해질 구성 성분이 밖으로 흘러나오는 반응이 억제됐기 때문이다.

아울러 연구팀은 해수전지가 충전과 방전을 하는 동적 상황에서 고체 전해질과 해수면 사이에 일어나는 반응도 규명했다.

이현욱 교수는 “이번 연구는 화학적으로 더 안정한 고체 전해질을 개발하는 데 필요한 선행 연구로서 가치가 크다”며 “해수전지에서 핵심적인 역할을 하는 고체 전해질의 안정성과 신뢰도를 높여 더 오래 쓸 수 있는 해수전지를 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

연구 결과는 재료 분야 국제 학술지인 ‘저널 오브 머티리얼스 케미스트리 A'(Journal of Materials Chemistry A)와 ‘케미스트리 오브 머티리얼스'(Chemistry of Materials)에 지난해 10월 1일과 12월 29일에 각각 게재됐다.

연구 수행은 한국연구재단, 한국에너지기술평가원 등의 지원을 받아 이뤄졌다.

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