남자레플리카사이트 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.
미국 국무부가 유엔 안전보장이사회(안보리)의 대북 제재 결의를 위반하며 북한산 석탄·철광석 수출에 관여한 제3국 선박들에 대해 유엔 제재 대상 지정을 추진한다. 도널드 트럼프 2기 정부가 북한 관련 유엔 제재를 추진하는 것은 처음이다. 북한이 석탄·철광석 수출을 통해 핵·미사일 개발 자금을 조달하는 행태를 차단하겠다는 뜻으로 풀이된다.
3일(현지시간) 로이터통신 등에 따르면 국무부 관계자는 이날 언론 브리핑에서 선박들이 유엔 안보리 결의에 따라 수출이 금지된 북한산 석탄·철광석을 운반해 중국으로 운송·하역한 것으로 나타났다며 “유엔 대북제재위원회(1718위원회)는 관여한 선박 7척을 즉시 유엔 제재 대상으로 지정해야 한다”고 말했다. 2017년 채택된 유엔 안보리 결의 2371호는 북한산 주요 광물의 수출을 전면 금지하고 있다.
이 관계자는 “석탄·철광석은 가장 수익성이 높은 북한의 수출품으로, 대량살상무기 개발을 위한 핵심 재원”이라며 “이번 제재 지정은 단순한 절차적 조치가 아니라 유엔 제재 위반 행위에 대한 책임을 묻고 북한의 핵·탄도미사일 프로그램으로 흘러드는 자금을 차단하기 위한 것”이라고 밝혔다.
국무부가 분석한 자료에 따르면 러시아에서 출항한 시에라리온 선적 화물선 ‘플라이프리’는 지난 5월 두 차례에 걸쳐 북한 인근 해역에서 북한 선박들로부터 해상 환적을 통해 석탄을 넘겨받았다. 이 선박은 이후 석탄을 중국 웨이팡으로 운송해 하역했다. 또 다른 선박 ‘카지오’는 지난 1월 북한산 석탄 또는 철광석을 북한 남포항에서 중국 베이양 항구로 운송했다.
이번 제재안은 1718위원회가 회람한 후 5일 동안 어느 회원국도 이의를 제기하지 않으면 자동으로 확정된다. 다만 안보리 상임이사국인 중국이나 러시아가 반대하거나 보류를 요청할 경우 제재안이 통과되지 않을 수 있다.
미국의 이번 제재 추진은 김정은 북한 국무위원장의 지난 9월 방중과 북·중 정상회담 등을 계기로 북·중 관계가 회복되는 와중에 나왔다. 국무부의 발표 시기가 최근 트럼프 대통령의 방한 기간 북·미 정상회담이 불발된 직후라는 점에서도 주목된다. 트럼프 대통령은 김 위원장과 만나고 싶다는 의사를 여러 차례 드러냈으나 만남은 성사되지 않았다. 이에 대해 국무부 관계자는 “이번 조치는 몇 달 동안 준비해온 것이다. 봄부터 이 사안을 들여다보고 있었다”며 “지금 시점과 특별한 연관성은 없다”고 말했다.

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