특히 이 과정에서 탄소집전체의 부식현상이 억제됨을 발견했다. 이를 체계적으로 분석해 향후 새로운 해수전지 금속 집전체 연구의 설계에 도움이 될 것으로 기대하고 있다.
집전체는 전자가 이동하는 통로가 되는 소재를 일컫는다. 그 중 해수전지의 양극 집전체는 탄소 집전체와 티타늄 금속 집전체로 이뤄져 있다. 티타늄 금속 집전체는 해수와 작용했을 때 안정성이 높아 널리 사용되고 있다.
하지만 해수전지 및 다른 전지들에서 종종 발생하는 탄소집전체의 부식현상은 전지의 싸이클 안정성을 약화시키는 주요 원인으로 꼽힌다.
연구팀(사진)은 이런 집전체의 부식을 막아 해수전지의 효율을 높이기 위한 방법을 고안했다. 연구팀이 개발한 TiC를 코팅한 티타늄(Black Ti)은 해수환경에서 화학적, 전기화학적, 기계적 안정성을 보였다. 개발한 집전체를 해수전지에 이용할 경우 코인(coin) 타입 셀은 기존 대비 사이클의 성능은 4배, 출력 성능은 30% 향상됐으며 전압 간격은 20% 수준으로 감소했다.
또한 대용량 셀인 기둥(prismatic) 타입 셀 적용에도 성공해 출력 성능이 15% 증가하고 저항과 전압 간격은 각각 25%, 20%가 감소한다는 결과값을 도출했다. 연구팀은, 성능 향상 요인이 탄소집전체의 부식을 억제하는 것에서 기인하였음을 정량적, 정성적으로 확인했다.
차형석기자 stevecha@ksilbo.co.kr
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