리튬전지 대체할 마그네슘 배터리 상용화 걸림돌 해결 작성일 04-09 32 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="pOpRzwKp0g"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3be6ae46e2ae9bf583a7ff31b92d16e50634b1f181e5165a316efd2ec50b98b1" dmcf-pid="UIUeqr9UUo" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="노우주 KIST 박사과정생, 한종현 박사후연구원, 황진연 럼플리어 수석연구원 (前 KIST 선임연구원), 오시형 책임연구원. KIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/dongascience/20260409120145741ijxp.png" data-org-width="680" dmcf-mid="06kXr9Ik0a" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/09/dongascience/20260409120145741ijxp.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 노우주 KIST 박사과정생, 한종현 박사후연구원, 황진연 럼플리어 수석연구원 (前 KIST 선임연구원), 오시형 책임연구원. KIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="e2376f0ba1f8ca92232389b9da001aa0148bd0943e35ffc22d9ce09fa2679581" dmcf-pid="uCudBm2u3L" dmcf-ptype="general">리튬 배터리를 대체할 차세대 소재로 꼽히는 마그네슘 배터리의 최대 약점인 수분 취약성을 극복할 수 있는 기술이 개발됐다. </p> <p contents-hash="7f97b66a0e1566628d64f44a300103e0564c4d1fb64ea3d1cfa6e160c78f20da" dmcf-pid="7h7JbsV77n" dmcf-ptype="general">한국과학기술연구원(KIST)은 오시형 에너지저장연구센터 책임연구원 연구팀이 일반 대기 환경에서도 안정적으로 작동하는 '대기 안정형 마그네슘 금속 음극'을 개발했다고 9일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'에 지난달 9일 게재됐다.</p> <p contents-hash="864eaabfa646505781f36ae8311bb7b3de30fc6c97da3fa912d01cc0f39c19cf" dmcf-pid="zlziKOfzzi" dmcf-ptype="general">마그네슘은 바닷물과 한반도 지각에 풍부하고 값이 싸며 리튬보다 화학적으로 안정해 화재·폭발 위험도 낮다. 같은 부피에 담을 수 있는 에너지도 높아 리튬 배터리를 대체할 차세대 소재로 주목받는다.</p> <p contents-hash="c351065371f472325e3684e82a87ce407a5424a32b7046eb7742d91e7c56940f" dmcf-pid="qSqn9I4q3J" dmcf-ptype="general">공기 중 극미량의 수분만 닿아도 전극 표면에 전기가 통하지 않는 막이 순식간에 생겨 배터리 반응 자체를 막아버리는 게 약점이다. 기존 연구는 수분을 완벽히 차단하는 특수 밀폐 장비 안에서만 진행됐다. 비용이 많이 들어 대량 생산이 어렵다. </p> <p contents-hash="c5ecbc55d8326d73ef57b7632473af03750a61fd731323ceeb4e4fec8ffad19d" dmcf-pid="BvBL2C8Bpd" dmcf-ptype="general">연구팀은 수분을 차단하는 대신 들어온 수분을 능동적으로 제거하는 전략을 택했다. 마그네슘 금속을 '트리메틸인산'이라는 특수 용액에 15분간 담그면 표면에 눈에 보이지 않을 만큼 얇은 보호층이 만들어진다. 보호층은 침투한 수분과 먼저 반응해 화학적으로 분해하는 동시에 남은 수분을 가둬 전극 표면까지 도달하지 못하게 막는다. 수분이 마그네슘에 닿기 전에 보호층이 먼저 처리하는 셈이다.</p> <p contents-hash="4d2fc4b0d4a239e9fedffa71fbda3e8695ac952ce4b3d34298adbdd8959d2151" dmcf-pid="bTboVh6b3e" dmcf-ptype="general">기존 마그네슘 전극은 건조한 실내 공기에서 스며드는 수십 백만분율(ppm, 100만분의 1) 수준의 극미량 수분에도 바로 작동을 멈췄다. 연구팀이 개발한 보호층을 입힌 전극은 습한 실내 공기 수준인 6500ppm 이상의 수분이 섞인 환경에서도 충전과 방전이 안정적으로 이뤄졌다. 1050ppm 조건에서는 1200시간 넘게 성능이 유지됐다. </p> <p contents-hash="e39e89add98439ef64b6258126cff51c733a3d0d7a6b78ae846b5c44cb5831d3" dmcf-pid="KuJCo3jJ0R" dmcf-ptype="general">수분과 산소를 완전히 차단하는 특수 밀폐 장비 없이 일반 공기 중에서 조립한 전지도 정상 작동해 공장에서도 쓸 수 있다는 가능성까지 입증했다.</p> <p contents-hash="7cb1e30d2eaab940e5e40c8c3f0c75a250620e60c93d1e878e3911353a1b2cf0" dmcf-pid="97ihg0AiuM" dmcf-ptype="general">이번 기술은 마그네슘 배터리 상용화의 가장 큰 걸림돌이던 수분 문제를 용액에 담그는 간단한 과정만으로 해결했다는 점에서 의미가 크다. 값비싼 수분 차단 설비가 필요 없어 만드는 비용을 크게 줄일 수 있고 담그기만 하면 되니 대량 생산으로 넓히기도 쉽다.</p> <p contents-hash="7268add55a601207a649d6fdf3bc86d9e09302149a15c201869be30826d83a91" dmcf-pid="2znlapcn7x" dmcf-ptype="general">오시형 박사는 "수분을 차단하는 기존의 수동적 방식에서 벗어나 능동적으로 제거하는 설계 전략으로 마그네슘 배터리 상용화의 핵심 장애물을 넘었다"며 "수분 제어의 어려움으로 연구 확산에 제약이 있었던 만큼, 이번 기술이 마그네슘 배터리 연구를 크게 촉진하는 계기가 될 것"이라고 말했다.</p> <p contents-hash="eb0c4fef0ce78dd1e884ba166ada201d4fae3e73f28fc31923313e83f2e11b73" dmcf-pid="VqLSNUkLuQ" dmcf-ptype="general"><참고> <br> doi: 10.1038/s41467-026-70378-3</p> <p contents-hash="dea55b0037b314c51fc48e0ba0542366a89f0857018b4c91a59cc50108fef0f3" dmcf-pid="fBovjuEoUP" dmcf-ptype="general">[임정우 기자 jjwl@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 각막 속 신경·면역세포 동시에 본다…안구건조증 진단 새 길[과학을읽다] 04-09 다음 “GPU 8주 내 공급”…NHN클라우드, 일본 AI 인프라 시장 정조준 04-09 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
