홍합 접착력 본떠 해수전지 성능 4배 높여

UNIST 연구팀, 바인더 물질 개발
촉매-집전체 접착력 크게 높여

울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 이동욱 이현욱 곽상규 교수 연구팀은 홍합의 수중 접착력을 모방한 해수전지용 바인더 물질을 개발해 전지 전극 성능을 크게 개선했다고 13일 밝혔다.

홍합이 바위 등에 들러붙을 때 내뿜는 주성분은 접착 단백질이다. 연구팀은 이 성분을 모방해 물속에서도 접착력이 뛰어난 해수전지의 양극 바인더를 이번에 개발했다.

해수전지는 일반 배터리와 달리 유기용매가 아닌 바닷물을 전해질로 사용하는 친환경 에너지저장장치다. 해수전지의 양극은 탄소섬유가 엮인 집전체와 그 표면에 발라진 촉매로 이뤄져 있다. 바인더는 이 촉매와 집전체를 단단히 붙이는 물질로, 기존의 플로라이드 계열 바인더는 물속에서 접착력이 크게 떨어졌다.

연구팀이 이번에 개발한 바인더를 쓴 해수전지를 기존의 해수전지와 비교한 실험 결과, 과전압이 최대 60% 줄었으며 충전·방전 시 과전압 차이로 알 수 있는 전극 성능도 4배나 향상됐다. 전자현미경 관찰 결과 집전체가 부식되는 현상도 크게 줄었다. 또 바인더 내부에서 촉매 입자가 검출됐는데, 이는 바인더가 촉매 탈착을 막는 보호 효과까지 있음을 보여주는 결과다. 이 연구 결과는 7일 국제학술지 ‘재료화학 저널 A’에 실렸다.

이정아 동아사이언스 기자 zzunga@donga.com