- 물에서 안정한 리튬 에너지 저장 메커니즘 규명으로 화재·폭발 위험 억제
- 고성능·고안정성 차세대 리튬 에너지 저장 원천기술 개발 가속화

▲ (왼쪽부터) 동국대 손정인 교수, 싱가포르 국립대 Ghim Wei Ho 교수, 동국대 조승환 박사

동국대학교(총장 윤재웅)는 본교 물리학과 손정인 교수와 싱가포르 국립대 Ghim Wei Ho 교수 공동연구팀이 물에서 안정하게 리튬 에너지를 저장할 수 있는 차세대 에너지 저장 메커니즘을 규명하고 이를 기반으로 한 에너지 저장용 촉매 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

리튬배터리는 높은 에너지 저장 효율로 미래의 핵심 에너지 저장 기술로 주목받고 있지만, 현재 리튬배터리에 널리 사용되는 유기 전해질은 화재·폭발의 위험이 있다. 이 문제를 해결할 새로운 기술로 과거 수계 전해질에서 작동하는 리튬배터리가 연구된 바 있으나, 에너지 저장 효율이 낮아 기존 리튬배터리를 대체하기 어려웠다.

공동연구팀의 연구 결과에 따르면, 촉매 반응의 활성점을 금속 원자에서 금속-산소 분자로 확장했을 때 리튬 이온의 반응 선택성과 안정성이 향상됐다. 또한, 그 결과로 기존 유기 전해질 리튬배터리와 구별되는 ‘물에서 안정한 리튬 에너지 저장 메커니즘’이 구현될 수 있음을 규명했다. 개발된 에너지 촉매는 40kW kg-1의 전력밀도에서 112.5Wh kg-1의 에너지밀도를 보였으며, 20A g-1의 고속 충전·방전을 10,000회 동안 유지하는 안정성을 가졌다.

손정인 교수는 “AI 데이터센터, 전기차 등 다양한 분야에서 증가하는 에너지 수요 문제와 리튬배터리의 안정성 문제를 동시에 해결하는 차세대 리튬 에너지 저장 원천기술을 개발한 것에 의미가 있다”며 “에너지 저장 효율을 높이고 반응 메커니즘을 제어하는 에너지 촉매 기술에 대한 필요성이 늘어난 만큼, 이번 연구 결과는 향후 차세대 리튬 에너지 저장 분야를 선도하는 핵심기술이 될 것”이라고 설명했다.

해당 연구는 한국연구재단의 중견연구 및 개척연구 사업의 지원으로 수행되었으며, <Aqueous Lithium Hydroxide Chemistry Based on Hierarchically Assembled Hydrogenated Borophene/Cobalt-nickel Nickel Compounds for Rechargeable High-performance Performance Supercapattery>라는 제목으로 Advanced Energy Materials (IF=26.0, JCR 상위 2.50%) 2026년 3월호 커버로 선정되어 게재됐다.