[로이슈 전여송 기자] 동국대학교는 에너지신소재공학과 안건형 교수 연구팀이 수계 아연이온전지(AZIBs)의 성능 저하 원인을 개선하기 위한 바인더 기술을 개발했다고 밝혔다.

연구팀은 기존 PVDF 바인더에 아연 이온(Zn²⁺)을 배위한 새로운 PVDF/Zn²⁺ 바인더를 개발했다. 동국대학교는 해당 기술이 수계 아연이온전지에서 성능 저하의 주요 원인으로 꼽히는 망간(Mn) 용출과 Jahn-Teller 왜곡을 억제하는 데 활용될 수 있다고 설명했다.

연구에 따르면 새로운 바인더는 전극 내부의 구조를 안정적으로 유지하고 전해질 침투성과 아연 이온 확산을 향상시켜 전하 전달을 촉진했다. 또한 전극의 젖음성과 기계적 안정성을 높여 고질량 전극에서도 전기화학적 성능을 유지했다.

연구팀은 약 9.7mg/㎠의 질량 로딩 조건에서 1C 기준 400회 충·방전 후에도 약 0.9mAh/㎠의 면적 용량을 유지했으며, 기존 PVDF 바인더보다 계면 저항이 낮고 아연 이온 확산 특성이 개선됐다고 밝혔다.

이번 연구 결과는 에너지 소재 분야 국제학술지 Advanced Functional Materials에 게재됐다.

안건형 동국대학교 교수는 "이번 연구는 MnO₂ 양극의 열화 원인인 Jahn-Teller 왜곡과 망간 용출을 동시에 억제할 수 있는 전극 설계 전략을 제시한 것"이라며 "대용량 에너지저장장치와 AI 데이터센터용 수계 아연이온전지 기술 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.

전여송 로이슈(lawissue) 기자 arrive71@lawissue.co.kr