의정부부장검사출신변호사 ‘리튬메탈 배터리’ 획기적 성능 개선, 삼성SDI 주도로 개발 > 온라인문의

의정부부장검사출신변호사 차세대 배터리로 주목받는 리튬메탈 배터리의 성능을 획기적으로 개선할 수 있는 기술이 삼성SDI가 주도하는 한·미 공동연구팀에 의해 개발됐다.
삼성SDI는 미국 컬럼비아대학과 산학협력을 통해 리튬메탈 배터리의 수명과 안전성을 동시에 향상할 수 있는 새로운 전해질 조성 개발에 성공했다고 23일 밝혔다.
이번 연구는 현존하는 기술 중 에너지 밀도가 가장 높지만 수명이 상대적으로 짧은 리튬메탈 배터리의 한계를 극복한 것이 핵심이다.
리튬메탈을 음극재로 사용하는 이 배터리는 흑연을 음극재로 쓰는 기존의 삼원계 배터리보다 에너지 밀도가 1.6배 높아 차세대 웨어러블 기기 등 미래 산업의 핵심 기술 가운데 하나로 꼽힌다.
다만, 충·방전 가능 횟수가 수십회에 불과해 상용화에 제약이 있었다.
충전 시 리튬이온이 양극에서 음극으로 이동(방전 시에는 반대 방향으로 이동)하는 과정에서 음극 표면에 결정체 형태의 덴드라이트가 두껍게 쌓이며 내부 단락(합선)을 일으키는 등 배터리의 성능을 떨어뜨리는 현상이 빈번하게 발생했기 때문이다.
공동연구팀은 액체 전해질 대신 겔 형태의 고분자 전해질을 적용해 덴드라이트 성장을 효과적으로 억제함으로써 리튬메탈 배터리의 수명을 연장하는 동시에 안전성도 높였다.
이번 연구 결과를 두고 배터리 업계에서는 차세대 배터리의 에너지 효율과 안전성을 대폭 개선할 수 있는 새로운 기술 접근법을 제시했다는 점에서 배터리 산업의 ‘게임 체인저’가 될 수 있다는 기대가 나온다.
해당 연구 논문은 세계 최고 권위의 에너지 분야 학술지인 ‘줄’ 최신호에 게재됐다. 논문에는 삼성SDI 연구소의 이승우 부사장과 우현식 프로, 삼성SDI 미국 연구소의 김용석 소장과 양 리·위안위안 마 프로, 컬럼비아대 위안 양 교수 등이 공동 저자로 등재됐다.
주용락 삼성SDI 연구소장(부사장)은 “국내외 연구 네트워크를 기반으로 차세대 배터리 기술 확보에 속도를 내겠다”고 말했다.
태양 표면에서 흑점이 사라졌다. 약 4년 만의 일이다. 흑점은 전기를 띤 작은 입자를 분출해 지구에서 통신·항법 장애나 전력망 손상 등을 일으키는 근원지다. 하지만 ‘흑점 실종’은 일시적인 현상에 그칠 가능성이 커 세계 연구자들은 상황을 예의주시하고 있다.
24일(현지시간) 미국 과학계에 따르면 2022년 6월8일 이후 처음으로 태양 표면에서 흑점이 완전히 사라졌다. 이 사실은 지난 22일 미국 항공우주국(NASA) 태양활동 관측위성(SDO)이 촬영한 태양 표면 사진에서 확인됐다. 사진을 보면 태양 표면은 품질 좋은 계란 노른자처럼 깔끔하다. 티끌 하나 없다.
평소 태양은 이렇지 않다. 표면 곳곳에 크고 작은 ‘흑점’이 여러 개 찍혀 있다. 흑점은 온도가 상대적으로 낮아 검게 보이는 곳이다. 흑점은 3500~4000도, 흑점 외 다른 태양 표면은 5500도다.
흑점에서는 폭발이 자주 일어나는데, 이때 지구에서는 문제가 생긴다. 흑점 폭발 때 전하를 띤 작은 입자가 우주로 분출하기 때문이다. 이 입자가 우주 공간을 건너와 지구로 날아들면 인류가 쓰는 통신 기기와 위치 정보 장비에 장애를 일으킨다. 지상 전력시설이 손상되기도 한다.
이 때문에 이번 흑점 실종은 지구의 전자기기와 전력 시설에 근본적인 평화를 가져왔다. 이날 미국 우주기상예보센터(SWPC)는 “태양에서 특별한 변화 징후가 포착되지 않는다”고 분석했다. 한국 우주환경센터도 “향후 24시간 내에 우주환경 경보 상황 발생 가능성이 낮다”고 전망했다.
해외 우주과학계에서는 흑점이 사라진 이번 상황이 ‘태양활동 극소기’가 시작됐다는 점을 시사한다고 분석한다. 흑점 개수가 가장 많을 때를 태양활동 극대기, 가장 적을 때를 태양활동 극소기라고 부르는데, 태양활동 극대기는 2024년 정점을 찍었다.
극대기와 극소기는 5~6년 간격을 두고 교대한다. 이를 고려하면 2029~2030년까지는 흑점 개수가 줄어드는 상황이 이어진다는 뜻이다.
그렇더라도 이번처럼 흑점이 돌연 사라진 것은 특이한 일이다. 실제로 지난달 중순만 해도 태양은 흑점투성이였다. 당시 흑점 폭발로 지구에 전기를 띤 입자가 다량 날아들었다. 우주과학계에서 “향후 흑점이 다시 나타날 것”이라는 분석이 나오는 이유다. 지구에서 보이지 않는 태양의 뒷면, 사람으로 따지면 뒤통수에 흑점이 존재할 가능성도 있는 만큼 과학계는 태양 움직임을 집중적으로 관찰할 예정이다.

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