웹사이트 상위노출 전기차의 고전압 배터리 수명을 2.8배 늘리고 폭발 위험은 낮출 수 있는 젤 형태의 전해질이 국내 연구진에 의해 개발됐다.
울산과학기술원(UNIST)은 에너지화학공학과 송현곤 교수 연구팀이 한국화학연구원 정서현 박사, 한국전자기술연구원 황치현 박사팀과 함께 고전압 충전 과정에서 발생하는 활성산소를 원천적으로 차단하는 ‘안트라센 기반 반고체 젤 전해질(An-PVA-CN)’을 개발했다고 4일 밝혔다.
고전압 배터리는 4.4V 이상으로 충전되는 리튬이온전지로, 같은 부피에 더 많은 전기를 저장할 수 있어 장거리 주행용 전기차에 주로 사용된다. 하지만 충전전압이 높아질수록 하이니켈 양극의 산소가 불안정해지면서 활성산소가 생성된다. 이 활성산소는 가스를 발생 시켜 배터리 폭발 위험을 높이고 수명을 줄인다.
이번에 개발된 전해질의 안트라센(An)은 전극 표면의 불안정한 산소와 결합해 활성산소의 ‘씨앗’이 되는 산소 이합체 형성을 막고, 이미 생성된 활성산소까지 포획·제거하는 이중 보호 기능을 수행한다. 전해질의 또 다른 성분인 니트릴(-CN) 작용기는 양극의 니켈 금속을 안정화해 니켈이 녹아 나오거나 양극 구조가 변형되는 것을 막아준다.
새 전해질을 적용한 배터리는 4.55V의 고전압 충전 조건에서 500회 충·방전 후에도 초기 용량의 81%를 유지했다. 기존 배터리는 180회 만에 용량이 80% 이하로 떨어졌다. 배터리 용량이 초기의 80% 이하로 떨어지면 수명이 다했다고 보기 때문에 수명이 2.8배 증가한 셈이라고 연구진은 설명했다.
송현곤 교수는 “고전압 배터리의 산소 반응을 ‘전해질 설계’ 단계에서 직접 제어할 수 있다는 점을 보여줬다”며 “이 원리는 향후 항공우주용 경량 리튬이온전지와 대용량 에너지저장장치(ESS) 개발에도 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.
이번 연구는 지난달 5일 에너지 재료 분야 국제학술지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’(Advanced Energy Materials) 온라인판에 실렸다.
동국제강·세아베스틸·포스코·현대제철 등 국내 온실가스 7분의 1가량을 배출하는 철강업체 4개사의 온실가스 감축 노력이 미흡한 것으로 평가됐다. 탄소배출이 적은 ‘전기로’ 생산량과 재생에너지 사용 비중을 늘리지 않았기 때문으로 풀이된다.
기후단체인 기후변화행동연구소와 기후넥서스가 연간 온실가스 배출이 100만t 이상인 국내 철강 제조업체 4개사의 온실가스 감축 노력을 100점 만점 기준으로 평가한 결과, 세아베스틸이 64점(‘보통’)으로 가장 높은 점수를 받았다. 동국제강과 포스코는 각각 51점과 48점으로 ‘미흡’ 등급을 받았다. 현대제철은 가장 낮은 39점을 받아 ‘매우 미흡’ 수준으로 평가됐다. 80점 이상인 ‘우수’에 해당하는 기업은 없었다.
보고서는 지난 5년간(2020~2024년) 동국제강, 세아베스틸, 포스코의 온실가스 배출량은 감소했고 현대제철의 온실가스 배출량만 0.7% 증가했다고 밝혔다. 조강(쇳물) 생산량은 대체로 감소한 가운데 온실가스 배출량 추이가 기업별로 다른 이유는 고로 생산량의 차이 때문이다.
철강 회사가 쇳물을 만드는 방식은 크게 ‘고로’와 ‘전기로’로 나뉜다. 고로는 용광로에 철광석, 코크스 등을 넣어 쇳물을 생산하는 방식으로 석탄을 환원제이자 열원으로 사용한다. 전기로는 고철을 재활용하는 방식으로, 전력이 주요 에너지원이다. 고로 공정으로 철강을 1t 생산하면 평균적으로 이산화탄소 2.3t이 생산된다. 전기로 공정은 0.7t에 불과하다.
재생에너지 사용 비중도 탄소배출량에 영향을 미쳤다. 국내 철강사들의 재생에너지 사용 비중은 1%도 되지 않아 미미한 수준이다. 세아베스틸은 지난해 1만4352MWh(메가와트시)의 재생에너지를 사용해 당해 전력 소비량의 0.38%를 재생에너지에서 조달했다. 동국제강은 0.24%, 포스코는 0.01%의 전력을 재생에너지로 충당했고, 현대제철은 재생에너지를 하나도 사용하지 않았다.
철강 4개사의 2030년 온실가스 감축 목표는 2018년 대비 10~12% 수준으로 설정돼 있다. 이는 국제기구 권고나 해외 철강사 평균보다 현저히 낮은 수준이다. 국제에너지기구(IEA)는 철강 부문 온실가스를 2030년까지 2019년 대비 24% 감축하도록 제시했다. 아르셀로미탈, 티센크루프 등 글로벌 주요 철강사는 2030년까지 2018년 대비 30% 이상의 온실가스를 줄이겠다고 약속했다.
한국은 세계 6위 철강 생산국이자 세계 3위 철강 수출국이다. 철강 산업은 국내 온실가스 총배출량의 17.8%를 차지하는 최대 산업 배출원으로, 보고서의 평가 대상인 4개 업체의 온실가스 배출만 연간 국가 온실가스 배출량의 14.8%를 차지한다.
보고서는 “철강을 온실가스 감축이 어려운 부문으로 여기는 것은 이제 시대착오적 인식”이라며 “철강 기업의 온실가스 감축 목표를 과학 기반으로 재설정하고, 녹색 철강 생산 및 인프라 투자를 확대해야 한다”고 제안했다.
경남 창원의 가을 대표 축제인 ‘제25회 마산가고파국화축제’가 9일까지 3·15해양누리공원에서 열리고 있다.
지난 1일 열린 개막식은 검도 시범공연과 가수 최지나, 후니정의 무대로 막을 올려 본행사 전 축제 분위기를 끌어올렸다. 개막선언에 이어 빛나는 국화정원을 주제로 한 축하 퍼포먼스가 펼쳐졌다. 행사장에는 LED 조형물 점등과 함께 무대가 빛으로 물들며 가을밤의 낭만적인 분위기를 자아냈다.
축제는 9일까지 개최되며, 국화전시, 불꽃쇼, 인디뮤직페스타, 댄스·응원 페스티벌 등 여러 프로그램이 시민과 관광객을 맞이할 예정이다.
올해 국화축제의 가장 큰 변화는 제2축제장(합포수변공원)으로 국화빛 야경 아래 낭만적인 분위기 속에서 과거 ‘홍콩빠‘의 활기와 낭만을 재현한 감성포차 운영이다.
‘감성포차’는 지역 청년 로컬창작자와 협업으로 운영되며, 마산의 정취를 느낄 수 있도록 ‘홍콩빠 거리’의 옛 정서를 현대적으로 재해석한 것이 특징이다.
먹거리로는 삼겹살 세트를 포함한 타코·버거·불닭 등 젊은 층과 가족 단위가 함께 즐길 수 있는 메뉴가 가득하다.

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