(Researchers at Linköping University have developed a battery that can take any shape. Credit: Thor Balkhed)
(The research group at the Laboratory of Organic Electronics, LOE, at Linköping University. Credit: Thor Balkhed)
스웨덴 린셰핑 대학 (Linköping University)의 과학자들이 전극까지 액체로 된 액체형 배터리를 개발했습니다. 마치 치약처럼 어떤 모양으로도 용기에 담길 수 있고 본래 길이의 두 배로 늘어나는 신축성을 지니고 있어 소프트 로봇이나 기타 플렉서블 웨어러블 기기의 한계로 지적된 배터리 문제의 돌파구를 제시할 수 있을지 주목됩니다.
린셰핑 대학의 아이만 라흐마누딘 교수 (Aiman Rahmanudin, assistant professor at Linköping University)가 이끄는 연구팀은 저렴한 소재로 실용적인 액체 배터리를 개발하는데 도전했습니다.
어떤 형태로든 구부릴 수 있고 수축과 팽창이 자유로운 액체 배터리는 배터리 연구에서 오랜 목표 중 하나였습니다. 하지만 저렴한 가격에 높은 에너지 밀도, 긴 수명을 지닌 액체 배터리 개발은 쉬운 일이 아니었습니다.
예를 들어 갈륨을 이용한 액체 배터리는 충방전을 거듭하면 점차 고체화되는 문제가 있었고 구하기 힘든 희토류를 사용한 액체 배터리는 가격이 비싼 문제가 있었습니다. 그리고 어떤 것도 에너지 밀도와 성능에서 기존 배터리를 따라잡긴 어려웠습니다.
연구팀은 매우 쉽게 구할 수 있는 소재인 전도성 플라스틱 (conductive plastics (conjugated polymers))과 펄프 생산 시 부산물로 나오는 리그닌 (lignin)을 액상형 전극으로 만든 액체 배터리를 개발했습니다.
앞서 소개한 것처럼 대표적인 임업 강국인 스웨덴은 오래 전부터 별 경제적 가치 없이 소각되는 리그닌을 유용한 물질로 만들기 위해 많은 연구를 진행했습니다. 여기에는 리그닌을 배터리 음극재로 사용하려는 시도도 포함되어 있습니다. 이 연구도 뭔가 그 연장 선상에 있는 것 같은 느낌입니다.
아무튼 연구팀에 따르면 이 액체 배터리는 500번의 충방전 사이클 후에도 성능이 떨어지지 않고 본래의 액체 상태를 유지할 수 있어 미래 액체 배터리 개발에서 새로운 돌파구를 마련했습니다.
하지만 실용적인 액체 배터리 개발까지는 아직 갈길이 먼 상태입니다. 연구팀이 개발한 액체 배터리의 약점은 0.9V 정도의 낮은 전압으로 실용적 배터리 개발까지 앞으로 남은 과제가 많은 상태입니다.
아무튼 마음대로 구부리고 늘렸다가 줄일 수 있는 액상형 배터리가 언제 상용화될 수 있을지 궁금합니다.
참고
https://techxplore.com/news/2025-04-fluid-battery.html
Mohsen Mohammadi et al, Make it flow from solid to liquid: redox-active electrofluids for intrinsically stretchable batteries, Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adr9010. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr9010
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