[이데일리 신하영 기자] 유승호 고려대 화공생명공학과 교수팀이 차세대 배터리인 리튬·황 전지의 상용화를 앞당길 기술을 개발했다.

고려대는 유승호 교수팀이 미국 애리조나주립대 화윤 교수와의 공동 연구에서 이러한 성과를 거뒀다고 25일 밝혔다.

리튬·황 전지는 드론·항공 등 미래 보빌리티 산업을 이끌 차세대 배터리로 주목받고 있다. 리튬·이온 전지에 비해 에너지 밀도(무게 대비 성능)가 3~5배 높으면서도 지구상에 풍부한 황을 원료로 쓰고 있어 제조 단가를 낮출 수 있다. 다만 제조공정에서 리튬·이온 전지에서 사용하는 ‘슬러리 기반 습식 코팅’을 그대로 차용, 공정이 복잡하고 비용이 증가하는 한계가 있었다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 열을 받으면 부드러워지고 잘 달라붙는 황의 성질에 주목했다. 알루미늄 포일 집전체 위에 황-탄소 복합 분말 층을 만들고 열을 가한 뒤 강한 압력으로 누르는 ‘열-보조 건식 프레싱’ 공정을 적용했더니 별도의 바인더 없이도 전극이 형성됐다.

연구팀이 개발한 리튬·황 전지는 기존 습식 제조 전지와 비교해 내부 구조가 더 균일하고 전해액도 잘 스며들었다. 그 결과 배터리 수명이 길어지고 안정적인 성능을 보였다.

이번 연구는 한국연구재단과 LG에너지솔루션의 배터리 혁신 사업 지원을 받아 수행했다. 연구 결과는 국제 저명학술지(Nature Communications)에 2월 4일 자로 게재됐다.

고려대는 이번 연구에 대해 “실제 산업 적용에 중요한 친환경성·경제성·대량생산 적합성을 모두 겨냥했다는 점에서 의미가 크다”며 “별도의 용매나 특수 제작 집전체가 필요 없으며 배터리 제조공정에 널리 쓰이는 알루미늄 포일 집전체를 그대로 사용해 기존 방식과의 높은 호환성도 기대된다”고 설명했다.