차세대 마그네슘 배터리, '보호층' 만들어 수분 잡는다

[앵커]
마그네슘은 리튬보다 화학적 안정성이 높고 국내 자원이 풍부해 차세대 배터리 소재로 주목받아 왔지만 수분에 극도로 취약하다는 제약이 있었는데요.

국내 연구팀이 마그네슘에 유입되는 수분을 제어하는 기술을 개발했습니다.

김은별 기자입니다.

[기자]
연구진이 마그네슘 금속을 특수한 용액에 담급니다.

15분 후 금속을 확인해보니, 나노 구조의 보호층이 표면에 형성된 걸 확인할 수 있습니다.

국내 연구팀이 습한 환경에서도 안정적으로 마그네슘 배터리가 구동할 수 있도록 개발한 기술입니다.

마그네슘 배터리는 대용량 에너지저장장치에 쓰이는 리튬이온 배터리를 대체할 소재로 주목받고 있지만, 수분이 조금만 닿아도 음극에 산화막이 생겨 이온의 이동이 거의 불가능했습니다.

[노 우 주 / KIST 에너지저장연구센터 연구원 : '트리메틸인산'이라는 용액에 마그네슘 금속을 담그면 표면에 희생 보호층이 생기는데요. 이 보호층이 수분을 물리적, 화학적으로 제거하거나 포획하는 능동적인 방패 역할을 하게 됩니다.]

마그네슘 금속을 '트리메탈인산'에 담그면 두 가지 종류의 보호층이 생성됩니다.

대부분의 수분을 '마그네슘 디메틸 포스페이트' 층이 물리적으로 흡착하고 그 위에 분산돼있는 '디메틸 마그네슘'이 나머지 수분과 반응해 화학적으로 함께 제거됩니다.

연구팀의 다음 목표는 더 큰 전극에 수분을 제어하는 기술을 적용하는 겁니다.

[오 시 형 / KIST 에너지저장연구센터 책임연구원 : 핸드폰이나 에너지 저장 장치 등 대면적 전극에 이런 기술들이 적용될 수 있는지 확인하기 위해 이런 부분에 대해 연구를 진행하려고 하고 있습니다.]

능동적 수분 제어 기술로 마그네슘 배터리 한계를 극복한 이번 연구 결과는 '네이처 커뮤니케이션즈' 에 게재됐습니다.

YTN 사이언스 김은별입니다.


영상취재 : 황유민
디자인 : 정하림


YTN 김은별 (kimeb0124@ytn.co.kr)