인간세포 모방 리튬 2차전지 원천기술 개발

강기석·박찬범 교수팀 공동연구

국내 연구진이 인간 세포의 호흡작용을 모방해 친환경 리튬 2차전지를 개발할 길을 열어 세계적인 학술지의 표지논문을 장식했다.

1일 서울대에 따르면 이 대학의 강기석(왼쪽 사진) 공과대 재료공학부 교수팀은 박찬범 한국과학기술원(카이스트) 교수팀과 공동연구를 통해 이런 원리의 리튬 2차전지용 전극소재의 원천기술을 개발했다. 이번 연구는 화학분야 세계 최고수준의 학술지인 ‘안게반테케미’의 표지논문으로 최근 선정됐다.

연구팀은 생명체를 이루는 세포의 에너지 대사활동이 리튬 이차전지의 구동원리와 매우 비슷하다는 사실에 착안해 연구를 시작했다.

대사활동의 산화 환원에 관여하는 생체물질을 리튬 이차전지의 전극소재에 적용한 것이다. 세포의 호흡작용에서 미토콘드리아 내 존재하는 ‘플라빈 아데닌 디뉴클레오티드’(FAD) 분자는 수소와 전자의 전달작용을 통해 에너지를 전달하는데, 연구팀은 이 반응을 이용해 리튬 이차전지에서도 에너지를 저장할 수 있다는 사실을 밝혀냈다.

강 교수는 “이 기술을 적용하면 생체소재의 단순한 화학적 처리를 통해 전극소재의 용량과 전압을 효과적으로 변화시킬 수 있어 2차전지의 성능을 획기적으로 높일 수 있다”고 설명했다. 이어 “리튬 2차전지용 양극소재로 쓰이는 금속 산화물은 전지를 고용량화하는 데 한계가 있고 공정과정에서 환경오염을 유발했지만, 이번에 개발한 생체소재는 친환경적인 만큼 지속 가능한 개발의 가능성을 제시했다는 데 의의가 있다”고 덧붙였다. 연구팀은 이번 연구를 통해 에너지 저장량을 획기적으로 늘린 리튬 2차전지를 개발할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

황계식 기자 [e-mail]