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나노조직의 수소저장재료

전문가 제언: ○ 본 발명은 배터리의 수소충전 특성을 향상시키기 위하여 나노조직의 반응성 금속입자를 첨가하여 니켈-금속 수소화물(NiMH) 전지에 사용되는 전극의 조성물에 대한 제조기술로서 향후 활용 가능성이 상당히 높을 것으로 예상된다.

○ 니켈수소 배터리는 전압이 약 1.2V로 건전지와 호환성이 있기 때문에, 디지털카메라 등에 많이 이용되고 있다. 니켈수소 배터리는 양극으로 수산화니켈, 음극으로 수소흡장합금, 전해액으로 알칼리 수용액이 사용된다. 특히 음극의 수소흡장합금은 수소를 다량으로 흡수하는 새로운 재료로, CaCu5형 구조를 가진 희토류-니켈계 합금 등이 상품화되고 있다. 최근에 종래의 수소흡장합금과 다른 결정구조인 초격자합금이 개발되고 있는 상황에 대하여 관심을 가져야 한다.

○ NiMH 전극과 배터리의 성능을 향상시키고, 상업적인 규모로 수요를 확대하기 위해서는 ① 긴 수명, ② 비교적 낮은 가격, ③ 무독성(예, 카드늄이 없는), ④ 안전성, ⑤ 280Wh/l 이하의 양호한 비에너지(specific energy) ⑥ 80Wh/㎏ 이하의 에너지밀도 등을 확보할 수 있는 연구 개발이 이루어져야 한다.

○ 종래의 수소흡장합금에 비해 초격자 수소흡장합금의 전기화학 용량은 약 25% 크기 때문에 지금의 니켈수소 배터리보다 전지의 고용량화에 기여할 가능성이 크다. 이 초격자 수소흡장합금을 고용량 니켈수소 배터리에 도입하고 개량하면 니켈수소 배터리의 에너지밀도를 더욱 향상시켜 나갈 수 있을 것으로 예상된다. 이에 대한 연구가 활발히 추진되어야 할 것이다.

○ 배터리의 수소충전 특성을 향상시키기 위해서는 향후 반응성 금속의 나노입자 첨가와 고에너지 밀도화에 대한 도전이 필수적인 과제이다. 또한 수소저장재료를 비롯하여 집전(current collection) 장치, 코인셀(coin cell) 배터리, 분리막(separator membrane) 등, 부가가치를 높일 수 있는 제품의 개발과 수요확대에 최선을 다하여야 할 것이다.

저자: QUANTUMSPHERE, INC.
자료유형: 특허정보