활성산소 제거해 주름없애듯 배터리 수명도 늘린다

항산화효소 흉내낸 촉매로 활성산소 없애 리튬-공기전지 수명 ↑

배터리 픽사베이 제공

우리 몸 속 활성산소는 피부에 주름을 만들거나 세포 노화를 촉진시키는 원인으로 알려져 있다. 이 때문에 체내 활성산소 제거는 노화 방지를 위해 필수적이다. 그런데 국내 연구진이 활성산소를 제거해 노화를 막는 방법으로 배터리 수명을 늘리는 방법을 개발했다.

울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구진은 활성산소를 제거하는 인체 반응을 모방한 촉매를 개발해 차세대 배터리 기술로 알려진 리튬-공기전지의 성능과 수명을 높이는데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 재료분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에 실렸다.

리튬공기전지 시스템에서 예상되는 촉매 반응 메커니즘

UNIST 제공

리튬-공기전지는 현재 널리 사용되는 리튬이온전지보다 에너지 밀도가 3~5배 높은 차세대 배터리이다. 산소를 사용해 전지 무게가 가볍고 친환경적이라는 장점이 있는데 전기를 사용하는 과정에서 나오는 활성산소가 배터리 효율과 전체 용량을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 수명도 줄인다는 문제도 함께 갖고 있다.


연구팀은 인체 내 활성산소를 제거하기 위한 항산화효소가 있다는데 착안했다. 체내 항산화효소는 활성산소를 과산화이온과 산소로 바꿔 세포를 활성산소로부터 지킨다. 연구팀은 항산화효소 원리를 모방한 촉매 ‘MA-C60’을 만들어 리튬-공기전지의 양(+)극에 적용했다. 이 촉매는 항산화효소처럼 활성산소를 과산화이온과 산소로 바꿔 활성산소가 일으키는 추가반응을 막아준다. 또 전지 효율 저하를 막아줄 뿐만 아니라 활성산소로 인해 배터리의 수명이 짧아지는 것도 방지해주는 것으로 관찰됐다.

송현곤 UNIST 교수는 “이번 연구는 인체 내에서 일어나는 활성산소 제거 메커니즘을 배터리 기술에 적용한 획기적인 시도라는데 큰 의미가 있다”라며 “리튬-공기전지 개발과 상용화 뿐만 아니라 활성산소에 의해 나타날 수 있는 배터리의 전기화학적 특성을 향상시키는데 많은 도움을 줄 곳으로 본다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr