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"랍스터·게 등껍질로 재생가능 배터리 제조 가능"

갑각류 껍질 유래 키토산 배터리 1천회 충전에도 성능 유지 인화성 없고, 5개월만에 토양 분해 장점

"랍스터·게 등껍질로 재생가능 배터리 제조 가능"
갑각류 껍질 유래 키토산 배터리 1천회 충전에도 성능 유지
인화성 없고, 5개월만에 토양 분해 장점



(서울=연합뉴스) 신재우 기자 = 랍스터나 게 등 갑각류의 등껍질에 포함된 '키틴' 성분으로도 성능 좋은 배터리 전해질을 만들 수 있다는 연구 결과가 나왔다.
자연에서 분해되는 키틴이 배터리에 들어가는 화학물질을 대체할 수 있으면 전기자동차 등 배터리 기반의 녹색 산업이 한층 더 친환경에 다가설 수 있게 된다.
1일(현지시간) 영국 일간 가디언에 따르면, 미국 메릴랜드대 재료 혁신센터 연구진은 키틴(chitin)으로 전해질을 만들어 배터리에 적용한 결과 400시간에 해당하는 1천번의 충전 사이클에도 99.7%의 에너지 효율을 유지했다는 논문을 저널 '매터(Matter)'에 발표했다.
연구진은 초산 첨가 등의 화학적 처리를 통해 갑각류 껍질 구성물질인 키틴에서 전해질로 쓰일 수 있는 단단한 겔막을 추출했고, 여기에 아연을 결합함으로써 재생 가능한 배터리를 만들어냈다.
전해질은 전하를 운반하는 이온이 배터리의 한쪽 끝에서 다른쪽 끝 사이를 이동하며 배터리를 충전시킬 수 있도록 돕는 배터리 내부의 액체나 겔을 말한다.
연구진은 실험용 배터리가 성능에는 큰 영향을 미치지 않으면서도 빠르게 충전되고 방전됐다며 "배터리가 높은 전류 밀도에서 작용하는 것은 쉬운 일이 아니다. 이런 성능은 키토산 기반 물질의 장점을 보여준다"고 설명했다.
키토산 기반 배터리는 인화성이 없고, 토양에서 단 5개월 만에 분해되는 것으로 나타났다. 분해 후 남는 아연은 재활용이 가능했다.
이는 기존 배터리의 특징과는 큰 차이가 있다.
현재 널리 쓰이고 있는 배터리 대부분은 리튬 이온과 같은 화학물질을 포함하고 있으며, 이런 물질이 자연 분해되려면 수백년에서 수천년이 걸린다.
또 인화성이 있어 가전제품을 태우거나 항공기, 쓰레기장, 재활용 현장 등에서 화재를 일으키기도 한다.
이번 연구에 참여하지 않은 스페인 카르타헤나대 안토니오 J 페르난데스 교수는 "환경을 존중하고, 저렴하고, 용량이 높은 배터리는 다가오는 몇 년간 반드시 개발해야 하는 제품 중 하나"라며 키토산 기반 배터리를 상업적 조건에서 시험해봐야 한다고 말했다.
영국 노팅엄대 그레이엄 뉴튼 교수도 실험실 결과를 기술 상용화로 연결하는 데에는 여러 제약이 있을 것이라고 진단하면서도 키토산·아연 배터리는 상용화가 유망하다고 분석했다.
withwit@yna.co.kr
(끝)


<저작권자(c) 연합뉴스, 무단 전재-재배포 금지>
신재우

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