바인더 없이 실크와 아연으로 만든 고성능 Zn-ion 배터리

(좌) 김병훈 교수 (우) 장현석 박사 과정생

인천대학교 물리학과 김병훈 교수팀이 리튬 금속보다 값이 싸고 안정성이 확보된 아연(Zn)과 실크 기반 전자 섬유를 이용해 Zn-ion 배터리를 개발했습니다. 특히, 연구팀은 이차전지에 들어가는 바인더와 전도성 물질을 사용하지 않고 배터리를 개발해 주목받고 있습니다. 김병훈 교수팀은 바인더와 전도성 물질 없이 Zn-ion 배터리를 개발했습니다. 이를 위해 일체형 집전체를 실크와 폴리도파민을 이용해 제조하고, 이 위에 직접 VO2를 성장시켰습니다. 결과적으로 만들어진 집전체는 높은 유연성과 전도성을 지니며, Zn-ion 배터리 응용 시 긴 수명과 고용량 특성을 구현하였습니다. 특히 새롭게 개발된 Zn-ion 배터리는 고도의 유연성과 전도성을 제공하는 실크/폴리도파민 기반의 일체형 집전체를 특징으로 합니다. 연구팀은 이러한 집전체 위에 VO2를 직접 성장시켜 바인더 및 전도성 물질을 사용하지 않아도 높은 성능을 유지할 수 있었습니다. 이 배터리는 경제적이며 안정성이 높은 아연을 사용하여 더욱 실용성이 높습니다. 이 연구는 인천대학교 장현석 박사 과정생, 건국대학교 김연호 교수, 성균관대학교 박호석 교수와의 협력으로 이루어졌습니다. 연구 결과는 에너지 분야의 권위지인 'Carbon Energy'의 지난 7월 호에 발표되었으며, 해당 호의 표지에도 선정되었습니다. 이는 연구의 중요성과 독창성을 인정받았음을 의미합니다. 김병훈 교수팀은 앞으로도 다양한 응용 분야에 적합한 Zn-ion 배터리 개발을 이어갈 계획입니다. 또한, 실크 기반 전자 섬유를 활용한 다른 혁신적인 배터리 솔루션도 모색 중입니다. 연구팀은 이러한 연구가 향후 에너지 저장 기술의 새로운 패러다임을 제시할 것으로 기대하고 있습니다.