IMMS 김동하·문회리·박재홍 교수 공동연구팀이 태양광 에너지가 리튬-산소(Li-O₂) 배터리 내부의 화학 반응을 제어하는 메커니즘을 실시간으로 규명했습니다. 이번 연구는 IMMS 소속 연구진 간 공동연구를 통해 수행된 연구로, 태양광 에너지와 차세대 에너지 저장 기술을 결합한 새로운 연구 가능성을 제시했습니다.
이번 연구에서는 문회리 교수가 설계한 UiO-66-NH₂ 금속-유기 골격체(MOF)에 금(Au) 나노입자를 결합한 플라즈모닉 양극 구조를 개발했습니다. 이를 통해 빛 흡수와 전자 이동을 동시에 촉진하고, 태양광 에너지를 리튬-산소 배터리 내부의 화학 반응에 효과적으로 활용할 수 있도록 설계했습니다.
실험 결과, 태양광 조사 조건에서 불필요한 부산물의 생성을 억제하고 바람직한 방전 생성물의 형성을 유도하는 것으로 나타났습니다. 이를 통해 첫 충·방전 사이클에서 1.05 V의 낮은 과전압과 600시간 이상의 안정적인 성능을 확인했으며, 태양광 기반 고효율·고안정성 리튬-산소 배터리의 새로운 설계 전략을 제시했습니다. 연구성과는 에너지 소재 분야 국제학술지 **<Advanced Energy Materials>**에 게재되었으며, 국가연구소(NRL 2.0) 사업을 비롯한 다양한 연구지원사업의 지원을 받아 수행되었습니다.
IMMS는 앞으로도 연구진 간 융합과 협력을 바탕으로 태양광 에너지와 차세대 에너지 저장 기술을 결합한 고효율·고안정성 에너지 저장 시스템을 개발하며, 미래 에너지 기술을 선도하는 세계적 연구성과를 지속적으로 창출해 나갈 계획입니다.
관련 링크
- 이화뉴스 기사 보기(KR): NRL2.0 연구팀, 태양광 기반 리튬–산소 배터리 반응 메커니즘 규명
