리튬이온 2차전지 단 2분만에 충전 끝

조재필 울산과기대 교수
나노튜브 이용 기술 첫 개발

리튬이온 2차전지를 2분 만에 충전할 수 있는 기술이 개발됐다. 이 기술이 상용화되면 전기자동차, 휴대전화, 노트북 등의 충전 시간이 크게 단축될 것으로 전망된다.

조재필 울산과학기술대(UNIST) 친환경에너지공학부 교수(사진)는 LG화학기술연구원 배터리연구소와 공동으로 새로운 방식으로 ‘나노튜브’를 만들어 리튬이온 2차전지 전극 소재로 사용한 결과 2분 안에 완전 충전 및 방전이 가능하다는 사실을 확인했다고 15일 밝혔다. 나노튜브는 지름이 수 nm(나노미터·1nm는 10억분의 1m)인 빨대 모양의 구조체를 말한다.

2차전지는 재충전이 가능해 여러 번 사용할 수 있는 게 특징이다. 니켈카드뮴 전지, 니켈수소 전지 등 여러 종류의 2차전지 가운데 가장 촉망받는 것은 리튬이온 2차전지다. 크기를 작게 할 수 있고 충전 속도도 빠르기 때문이다.

연구진은 게르마늄(Ge) 나노선(단면 지름이 수 nm인 선) 표면에 안티모니(Sb) 나노입자를 덧씌우고 700도 고온에서 열처리해 나노선 중심부에 지름 200nm의 나노튜브를 만들었다. 조 교수는 “게르마늄 나노선을 이용하면 나노튜브를 쉽게 대량 합성할 수 있다”면서 “이 나노튜브를 리튬이온 2차전지 전극으로 썼더니 2분 안에 충전과 방전이 됐다”고 말했다. 연구진은 나노튜브 합성 원천기술에 대한 국제특허를 출원했다.

독일화학회가 발행하는 세계 최고 화학 저널인 ‘안게반테 케미’ 국제판은 16일자 온라인판에 이 내용을 VIP 논문으로 소개했다.

이현경 동아사이언스 기자 uneasy75@donga.com