[과학기술] 中 푸단대학 '리튬배터리 재활용 방안' 개발, 네이처에 게재

(중국 상하이=신화통신) 중국 과학자가 리튬이온 배터리에 '새로운 생명'을 불어넣는 혁신기술 개발에 성공했다. 노후 배터리의 수명을 연장해 환경오염을 줄이는 등 지속 가능한 솔루션을 제공할 것으로 기대된다.

푸단(復旦)대학 소속 펑후이성(彭慧勝)과 가오웨(高悅)가 이끄는 연구팀은 13일 국제학술지 네이처(Nature)에 관련 성과를 게재했다.

리튬이온 배터리는 특성상 활성 리튬이온이 고갈되면 수리를 못 하고 폐기된다. 그러나 연구팀은 의료 치료법에서 영감을 얻어 새로운 방식으로 접근했다.

이들은 성능이 저하된 배터리에 손실된 리튬 이온을 정밀하게 보충할 수 있는 리튬 분자를 설계해 매개체로 활용하는 방안을 고안해냈다. 

가오웨는 "인간의 질병을 치료하는 것처럼 배터리의 건강한 구성 요소를 보존하면서 핵심 문제를 복구하는 데 집중했다"고 설명했다.

매개체로 활용되는 리튬 분자를 설계하는 것은 상당한 과제였다. 팀은 참조할 만한 템플릿이 없었던 탓에 인공지능(AI)을 활용했다. 분자 특성을 디지털화하고 유기화학, 전기화학, 재료공학에 걸친 방대한 데이터 세트를 이용한 머신 러닝으로 실행 가능한 후보를 추렸다.

최종 선정된 'CF3SO2Li'는 ▷저비용 ▷합성 용이성 ▷주류 배터리 호환성 등 특징에 힘입어 이상적인 솔루션으로 떠올랐다. 엄격한 테스트 결과 분자주입법으로 처리한 배터리는 1만2천~6만 회의 충·방전 후에도 공장 출고 당시와 가까운 성능을 유지한 것으로 나타났다.

"새로운 솔루션은 배터리 수명을 지연시킬 수 있을 뿐만 아니라 자원 낭비와 오염도 줄일 수 있습니다."

가오웨는 연구팀이 현재 대량 생산을 최적화하고 배터리 제조업체와 협력해 기술 상용화에 박차를 가하고 있다고 전했다.