[김정수 기자] 남극의 험난한 환경 속에서 뜻밖의 혁신이 발견됐다. 경희대학교의 이정태 교수와 극지연구소의 윤의중 박사 공동연구팀이 남극에서 차세대 이차전지의 핵심 소재를 찾아냈다. 이들의 연구는 배터리 성능과 수명을 크게 향상시키는 결과를 가져왔으며, 세계적인 학술지에 게재되고 국제 특허도 진행 중이다.
이번 연구에서 주목할 점은 바로 리튬-황 전지의 성능 개선이다. 리튬-황 전지는 높은 용량과 공간 효율성을 자랑하지만, 충·방전 과정에서 황의 변형이나 바인더의 팽창으로 인해 성능 저하 문제가 있었다. 그러나 연구팀은 남극 세종기지 인근에서 채집한 홍조류 '커디에아 라코빗자에'로부터 복합 다당제인 CRP(Curdiea racovitzae Polymer)를 추출하여 이 문제를 해결했다. CRP는 개미굴처럼 복잡한 3차원 구조를 형성하여 배터리의 성능과 안정성을 높였다.
이정태 교수는 "CRP의 다공성 구조가 충·방전 시 내부 팽창을 흡수해 장기 사용에도 전극의 형태가 안정적으로 유지된다"며, 이를 통해 배터리 용량 유지 성능이 100%가량 향상됐다고 설명했다. 이러한 발견은 리튬-황 전지의 상용화를 가속화할 수 있는 중요한 돌파구로 평가받고 있다.
향후 연구팀은 대량 배양 기술 개발과 효율적인 물질 추출을 위한 연구를 지속할 계획이다. 또한, 국내 해조류에서도 유사한 성질의 소재를 발굴하기 위한 추가 연구도 추진 중이다. 이정태 교수는 "배터리 사용량이 지속적으로 증가함에 따라 지속 가능한 원료의 중요성이 커지는 만큼, 바이오소재를 활용한 이차전지 소재 개발은 앞으로 더욱 주목받을 것"이라고 말했다.
신형철 극지연구소 소장은 "남극을 잘 보존하면서 지혜롭게 활용하기 위한 대한민국 극지연구의 도전은 계속될 것"이라며, 남극의 자연을 보존하면서도 그 속에서 새로운 가능성을 탐색하는 연구의 중요성을 강조했다.
이번 연구는 극지연구소와 한국임업진흥원, 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐으며, 차세대 이차전지 소재 개발의 새로운 장을 열었다는 평가를 받고 있다. 이처럼 남극의 자연 자원을 활용한 혁신적 연구는 지속 가능한 에너지 솔루션을 모색하는 데 큰 기여를 하고 있다.
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