| 초록 |
현재 모바일용 소형 이차전지뿐만 아니라 친환경 자동차 및 전력 저장용 중대형 이차전지 시장이 급속히 성장하고 있다. 그러나, 에너지 밀도 한계 및 장 주기용 에너지저장 시스템 적용 등의 문제를 갖고 있어, 이를 뛰어넘을 수 있는 미래형 이차전지 기술개발이 필요한 상황이다. 높은 에너지밀도를 갖는 전지 시스템에 대한 기술 개발이 필요하며, 이에 대한 해결책으로 미국, 일본 등 선진국에서는 금속-공기전지 개발에 관심을 가지고 연구를 하고 있다. 금속-공기전지는 전기화학적 반응을 통해 에너지를 제공하는 반응물질로부터 이름을 붙인 것이다. 예를 들어 아연-공기 전지의 경우, 대기 중 산소에 의한 아연의 산화에 의해 에너지가 방출된다. 음극에는 철•아연•마그네슘•알루미늄 등을 사용한다. 하지만 안정성•비용•부식 등의 문제로 아연이 가장 적합하다. 양극에는 산소극과 같은 공기극을 사용한 전지를 말한다. 전지내부에 화학산화제가 없어 폭발이나 화재의 염려도 없다. 당연히 배터리의 부피와 무게가 크게 줄어든다. 연료 전지보다 훨씬 저렴하고 안전성과 작동능력도 우월하다. 금속판 자체로는 자가방전이 전혀 없기 때문에 수십년이 지나도 전해액만 섞으면 곧바로 작동하는 신뢰성을 갖는다. 이러한 장점에도 불구하고 아연-공기 전지는 1차전지로 주로 보청기 등에 사용되고 있다. 이것은 아연-공기 2차전지가 가지는 단점, 즉 전해질이 외부의 수증기압에 따른 영향으로 발생하는 전지의 성능 저하, 제한된 출력 특성, 양극 부식에 의한 수소 발생 및 충방전에 따른 음극의 덴드라이트, 충전 중 촉매전극과 지지전극의 산화 반응 등 해결해야 되는 많은 문제점이 있다. 우리는 Zn powder에 열처리를 하여 particle size제어와 표면의 개질을 통하여 Zn anode의 성능을 향상 시키려 한다. |
