2014년께면 주유소에서 자동차에 기름을 넣듯 1분이면 충전이 가능한 전기자동차 시대가 열릴 것으로 전망된다.
교육과학기술부는 울산과학기술대(UNIST) 친환경에너지공학부의 조재필 교수가 주도하고 이상한 박사과정생 등이 참여한 연구에서 전기차 상용화의 가장 큰 걸림돌이던 긴 충전시간을 획기적으로 단축할 새로운 전극 소재를 개발했다고 13일 밝혔다.
전기자동차는 배기가스가 전혀 없는데다 소음도 적다는 장점이 있어 차세대 교통수단으로 각광 받고 있지만 배터리가 무겁고 충전시간도 길어 일상생활에서 사용하기는 너무 번거롭다는 게 문제였다. 가볍고 작으면서도 단시간에 충전할 수 있는 배터리가 전기자동차 시장을 확대하는 데 가장 시급한 선결조건인 셈이다.
현재 리튬2차전지는 2시간을 충전하면 시속 60~90㎞의 속도로 약 1시간가량 달릴 수 있다. 조 교수팀이 개발한 이 전극을 사용하면 기존의 리튬2차전지에 비해 충전시간을 최대 120분의1로 단축할 수 있다. 또 단 6초 만에 50%의 전지 용량을 사용할 수 있어 순간적으로 강한 에너지를 낼 수도 있다.
조 교수는 기존 리튬2차전지의 전극으로 사용되는 리튬ㆍ망간ㆍ산소 화합물을 흑연을 이용해 재구조화하는 방법으로 새로운 전극 소재를 개발했다. 전극 소재를 나노 크기로 나눠 리튬의 전기화학반응을 활성화시키는 흑연으로 코팅해 효율성을 높이면서도 이 입자들을 재결합시켜 부피도 줄였다.
일반적으로 2차전지용 전극 소재는 분말 형태로 이 분말을 작게 쪼개면 충ㆍ방전 속도가 빨라지지만 입자 사이의 틈으로 인해 밀도가 낮아져 전지의 용량이 줄어든다는 단점이 있었다.
조 교수는 "리튬2차전지는 전기차뿐만 아니라 휴대폰 배터리나 전력난을 대비해 대량의 전력을 보관할 수 있는 에너지 저장장치로도 사용될 수 있다"며 "현재 울산의 모 벤처회사와 함께 양산을 준비하는 과정에 있으며 2년 정도면 상용화가 가능할 것"이라고 말했다.
이번 연구는 화학 분야의 권위 있는 학술지인 '안게반테 케미 국제판'에 8일자로 게재됐다.
