한국생산기술연구원과 한양대 연구팀이 아연공기전지의 수명문제를 해결하는 데 성공했다고 밝혔습니다.

아연공기전지는 값싼 아연 음극과 물 기반의 전해질, 가벼운 산소를 양극으로 사용해 발화 위험이 적습니다. 또 리튬이온전지 대비 에너지 밀도가 높아 웨어러블 디바이스용 이차전지 대안으로 주목받고 있었습니다.

그러나 공기 중 산소를 양극 연료로 활용하기 위해, 열린 전극 구조를 갖고 있어 물이 쉽게 증발하고 이 경우 전지 성능이 급속히 감소하는 문제가 있었습니다.

연구팀은 이 문제를 해결하기 위해 반고체형 '겔전해질'을 사용하고, 친수성 고분자인 폴리비닐 알코올(PVA)을 이온 전달 매개체로 사용했습니다.

연구팀은 고흡수성 수지 폴리아크릴산(PAA)으로 구성된 나노섬유를 겔전해질 내부에 도입하여 수분 흡수력을 높였고, 나노섬유를 따라 형성된 수분 층은 이온 이동 거리를 효과적으로 단축시켰습니다.

그 결과 순수 겔전해질 대비 3배가량 향상된 출력 밀도와 60시간 이상의 긴 충·방전 수명을 기록한 것으로 전해졌습니다.