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금속-공기 전지, 연료전지 및 슈퍼커패시터에 대한 전극재료

전문가 제언: ○ 본 발명은 금속-공기 전지, 연료전지 및 초고용량 축전장치(super- capacitor)의 제조기술에 관한 것이다. 특히 최근 국내에서 금속-공기 전지로 아연-공기 전지, 리튬-공기 전지 혹은 알루미늄-공기전지에 대한 최신 제조기술의 연구개발이 활발히 추진되고 있어 본 발명에 대한 전극의 제조기술은 활용가능성이 상당히 높을 것으로 예상된다.

○ 최근 수소의 가역저장 및 운반 용량이 매우 높은 전기적인 장치인 초고용량 축전장치의 개발의 중요성이 크게 부각되고 있다. 이러한 초고용량 축전장치를 개발하기 위해서는 전극과 전해질에 대한 새로운 제조기술의 개발이 요구되고 있다. 새로운 전극재료를 개발하기 위해서는 ① 귀금속(Pt, Ag), 산화물(MnO2, perovskites)을 이용한 새로운 탄소나노튜브의 제조기술, ② 탄소나노튜브의 형태(예, 나노입자, 나노와이어, 나노플레이크, 나노플라워, 나노디스크)에 대한 검토가 필요하다.

○ 나노구조의 층상조직 층은 필터링, 주조, 스핀(spin) 코팅, 롤주조, 스프레이 및 잉크젯 프린팅 등에 의한 방법으로 형성시킬 수 있는데, 이에 대한 세부적인 제조기술의 확립이 요구되고 있다. 또한 최적의 증착기술을 확립하기 위해서는 전기아크방전법, 레이저 증발법, 화학적 기상증착법, 수열(hydrothermal) 합성법 등에 대한 기술정보 수집과 이에 따른 연구개발이 필수적이다.

○ 공기아연전지의 제조시, 아연은 리튬에 비해 매장량도 풍부하고 가격도 훨씬 저렴하므로 값싸게 제조할 수 있다. 그러나 기존의 리튬폴리머전지에 비해서 안전성이 높지만 비싼 백금을 써야하는 문제점이 있는데 이를 대체할 수 있는 복합물질 개발이 요구된다. 아울러 전기차 적용을 위한 배터리배열기술의 개발과 공기아연전지의 셀 단위성능 및 신뢰성 테스트가 필요하다. 향후 자동차 회사, 전지전문업체(예, EMW에너지㈜) 등과 컨소시엄을 구성하여 양산체제의 구축이 기대된다.

○ 본 발명에 의한 메조포러스 혹은 포러스(다공성) 나노구조의 전극재료는 대용량, 고출력에 상당한 효과를 발휘하고 있어 국내 관련 산업체에서 차세대 2차전지의 개발에 필수적인 정보가 될 수 있을 것이다.

저자: NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY
자료유형: 특허정보