공과대학 신소재공학과 윤순길, 김현석 교수팀이 에너지 수확과 저장을 동시에 가능한 ‘유/무기 페로브스카이트(MA2SnCl6)’ 제조 기술을 개발하고, 유/무기 페로브스카이트가 앞으로 리튬 이차 전지의 일부 소재를 대체할 수 있음을 제시했다.

이번 연구 성과는 에너지 분야의 세계적 과학 저널인 ‘Nano Energy’(IF: 19.069)에 지난 12월 26일, 온라인으로 게재됐다. (논문 제목: Halide double perovskite-based efficient mechanical energy harvester and storage devices for self-charging power unit (vol. 107, 108148, 2023))

육방면체의 특별한 구조를 띤 ‘유/무기 페로브스카이트’는 빛을 전기로 바꾸거나, 전기를 빛으로 바꾸는 특징이 있어 차세대 태양전지 소재로 각광 받고 있다.

윤순길, 김현석 교수팀은 이러한 특징을 가진 페로브스카이트를 활용헤 기계적인 힘을 주어 에너지를 생산하고, 저장까지 가능한 융합 소자 ‘유/무기 페로브스카이트(MA2SnCl6)’를 제작했다.

공동 연구팀은 이번 연구에서 주로 기계적 힘으로 에너지를 생산하는데 국한된 유/무기 페로브스카이트를 활용해 고출력 에너지를 생산함은 물론, 리튬 이차 전지의 음극 재료로 사용해 저장능력을 획기적으로 향상시켰다.

연구팀은 ‘유/무기 페로브스카이트(MA2SnCl6)’가 안정성과 경제성이 우수해 상용화된다면 현재 사용 중인 리튬 이차 전지를 대체할 수 있을 것으로 예상하고 있다.

윤순길 교수는 “이번 연구는 유/무기 페로브스카이트를 리튬 이차전지의 음극 재료로서 충분히 활용할 수 있다는 점을 보여준 획기적인 성과로 평가받고 있다”며, “리튬 이차 전지를 모두 유/무기 페로브스카이트로 대체할 수 있다면, 이차전지의 핵심 물질인 리튬 확보에 어려움을 겪는 문제를 다소 해소할 수 있어 더욱 연구에 박차를 가할 예정”이라고 말했다.