코리아텍 정용주 교수, 리튬-설퍼전지 작동원리 규명

40년 미제 해결 학계 주목

한국기술교육대학교(총장 직무대행 오성철ㆍ이하 코리아텍) 정용주 교수가 지난 40여년동안 미제로 남아있던 리튬-설퍼(Li-S)전지의 작동원리를 규명해 학계의 주목을 받고 있다.

코리아텍은 에너지ㆍ신소재ㆍ화학공학부 정용주 교수가 전자부품연구원 차세대전지센터(박민식 박사), 부산대(김석 교수)와 공동으로 '리튬-설퍼(Li-S) 전지 작동원리'를 규명하고 두 편의 논문을 전지분야 세계적 학술지인 미국전기화학회지 인터넷판 10월호에 발표했다고 19일 밝혔다.

그동안 학계에서는 리튬-설퍼 전지는 고체 설퍼 입자가 직접 전자를 받아 방전반응이 시작되고, 설퍼(S8)가 방전되면서 생성되는 고체 Li2S 입자가 직접 전자를 받아 충전반응이 진행된다는 것이 정설이었다. 이러한 인식 하에 수많은 과학자들이 설퍼나 Li2S를 탄소 내에 주입하거나 복합화해 전기전도를 높이는 방향으로 연구 역량을 집중해 왔다.

공동연구팀은 “하지만 이번에 리튬-설퍼 전지의 방전 및 충전 메커니즘에 대한 학계의 오류를 발견하고 새로운 반응 메커니즘을 제시한 것”이라고 밝혔다.

공동연구팀은 양극과 전기적으로 분리된 고체 설퍼와 Li2S 입자도 반응에 참여할 수 있다는 것을 보임으로써 전하전달이 고체ㆍ고체 계면이 아닌 고체ㆍ액체 계면에서 일어난다는 것을 밝히고, 이를 바탕으로 리튬-설퍼 전지 반응 메커니즘을 정립하고, 고용량 설퍼 전지 연구개발 방향과 전략을 새롭게 제시한 것이다.

천안=윤원중 기자