국민대학교(총장 정승렬) 전자화학재료전공 홍승현 교수 연구팀이 화재 위험성이 낮은 수계 아연 전지 아연 금속 전극의 표면 개질 연구를 통해 차세대 에너지 저장 및 배터리의 성능과 안정성을 향상시키는 친환경적인 전극 제조 기술을 개발했다. 

차세대 배터리로 각광받는 수계 아연 전지 기술은 유기 전해질 환경에서 리튬 이온을 통해 에너지를 저장하는 리튬 이온 배터리와 달리 수계 전해질 환경에서 아연 이온의 거동을 통해 에너지를 저장한다. 이러한 점 때문에 열 폭주 현상과 화재 등 위험성이 높은 리튬 이온 전지와 달리 수계 아연 이온 전지는 물 기초의 전해질을 사용해 화재로부터 안전하다는 장점이 있다. 하지만 물 기초의 전해질을 사용하기 때문에 배터리 전극의 부식 및 강한 부반응의 문제점을 동시에 가지고 있다. 

국민대 전자화학재료전공 홍승현 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 음극 표면에 친환경적인 네트워크형 친수성 고분자를 적층한 아연 음극 제작 공정을 개발하였다. 이 아연 전극은 높은 방전 용량과 장시간 충방전 안정성이 있는 것으로 확인됐다.

정형섭 국민대 석사과정생은 “이 연구를 통해 차세대 배터리로 각광받는 수계 아연 전지 전극 제조 기술을 개발함으로써 대한민국의 배터리 연구 기술에 조금이나마 기여할 수 있어 매우 뿌듯하다“라며 “이후 연구를 통해 수계 아연 전지 뿐만 아닌 고안정성의 무음극 리튬 금속 전지를 개발해 대한민국 배터리 산업의 발전을 위해 기여하겠다”고 말했다.

이번 연구에는 국민대 홍승현 교수팀과 고려대 김용주 교수팀, 한양대 홍진표 교수팀, 성균관대 차승남 교수팀, 동국대 손정인 교수팀이 참여했고, 정형섭 국민대 석사과정생의 주도로 연구가 진행됐다. 연구는 2024년 6월 첫 개시한 한국연구재단 석사과정생연구장려금 지원사업의 지원을 받아 수행됐으며, 연구 결과는 에너지재료과학 분야 저명 학술지 ‘에너지 앤 인바이럴멘탈 매터리얼즈(Energy & Environmental materials)’에 온라인 게재됐다.