국내 연구진이 전기차 주행거리를 획기적으로 늘릴 수 있는 배터리 기술을 개발했다. 그동안 안전성 문제로 상용화가 어려웠던 고용량 배터리의 폭발 위험을 원천 차단하는 기술이다.

울산과학기술원(UNIST) 이현욱 교수팀은 차세대 배터리 양극 소재인 '과리튬 소재'의 안전성 문제를 해결할 소재 설계 원리를 제시했다고 밝혔다.

과리튬 소재는 기존 배터리보다 에너지 저장량을 최대 70% 늘릴 수 있어 한 번 충전으로 1000km까지 주행 가능한 전기차를 만들 수 있다. 그러나 충전 과정에서 소재 내부의 산소가 기체로 방출되며 폭발 위험이 커 실용화에 난항을 겪어왔다.

연구팀은 과리튬 소재의 전이금속 일부를 전기음성도가 낮은 다른 금속으로 치환하는 방식으로 이 문제를 해결했다. 두 금속 간 전기음성도 차이로 전자 흐름이 조절되면 산소가 산화되지 않고 안정적으로 유지된다.

"루테늄의 일부를 니켈로 치환했더니 산소 가스 발생이 현저히 줄었습니다. 이 방식은 안전성뿐 아니라 충전 전압도 높여 에너지 밀도를 더욱 향상시킵니다."

이번 연구는 KAIST와 포항가속기연구소, 미국 UCLA 등이 참여한 국제 공동연구로 진행됐으며, 국제학술지 '사이언스 어드밴시스'에 게재됐다.