초록 ▼

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 공기아연 전지를 이차전지화 하기 위한 전해액을 연구하기 위함이고, 수용성 전해액에서 전지의 성능은 유지하면서 발생하는 각종 문제점을 최소화하기 위한 단계적인 연구이다. 이를 달성하기 위해 음극, 겔화제, 양극측면에서의 전해액의 반응을 관찰하고 음극의 부식, 전해액이 증발, 전기화학적 분해를 하는 것을 지연하여 전지가 원활히 작동하고 수명을 연장하기 위한 전해액 측면에서의 연구노력이다. 이를 통해서 친환경적이고 안전할뿐더러, 높은 에너지밀도를 가지는 아연공지 이차전지를 만드는데 단초를

□ 연구의 목적 및 내용
본 연구의 목적은 공기아연 전지를 이차전지화 하기 위한 전해액을 연구하기 위함이고, 수용성 전해액에서 전지의 성능은 유지하면서 발생하는 각종 문제점을 최소화하기 위한 단계적인 연구이다. 이를 달성하기 위해 음극, 겔화제, 양극측면에서의 전해액의 반응을 관찰하고 음극의 부식, 전해액이 증발, 전기화학적 분해를 하는 것을 지연하여 전지가 원활히 작동하고 수명을 연장하기 위한 전해액 측면에서의 연구노력이다. 이를 통해서 친환경적이고 안전할뿐더러, 높은 에너지밀도를 가지는 아연공지 이차전지를 만드는데 단초를 제공하고자 하였다.

□ 연구개발성과
● 아연공기전지는 일반적으로 높은 염기조건에서 사용된다. 특히 KOH용액을 사용하는데 이는 전도도가 높이 때문이다. 반면에 아연의 부식이 발생되는데, 부식의 발생을 최소화하면서 전지의 작동을 방해하지 않는 농도를 4M KOH로 확인하였다.
● 더욱 나아가서, 첨가제로서 KOAc를 사용하면 ZnO의 성장을 억제하는 기능이 있어서 4M KOH + 0.05M KOAc를 최적화 용액으로 확정하여 주관기관의 셀성능 측정에 제공하였다.
● 전지의 작동중에 공기와의 소통이 필요하므로, 소통 중에 자연 증발하는 물의 소모량을 측정하였는데, 전체소모량 증에 자연증발은 1/3, 전기분해에 의한 소모는 2/3임을 확인하였다.
● 전기분해에 의한 소모량은 충방전 중에 사용되는 전류의 20%가량 소모됨을 확인하여, 전기분해를 억제하면 전지수명개선 뿐아니라, 에너지 효율을 높일 수 있는 수준을 확인하였다.
● 4M KOH 대신에 LiOH 또는 NaOH를 일부 혼합해도 전지의 작동을 방해하지 않음을 확인하였고, Li또는 Na이온들은 물의 전기분해를 억제하므로 전지가 잘 작동하면서 물의 소모를 억제하여 수명을 연장할 수 있음을 확인하였다.

□ 연구개발성과의 활용계획(기대효과)
● 본 연구를 통하여 공기아연전지의 양음극의 반응을 아주 자세히 이해하게 되었음. 이는 곧 전지가 가지고 있는 여러 가지 복합 문제를 정확히 파악하게 되어 앞으로의 전지를 상업화하기 위한 기반기술을 구축하였음을 의미함. 아연공기전지는 세계적으로 태동기의 기술이므로 지속적인 연구의 투자를 통해서 기술력을 계속 축적하여야함. 이를 토대로 세계 상위그룹에 속하는 우리 연구단의 수준을 계속 상향 유지하여 아연공기전지의 상용화에 선두가 되길 기대함.

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• 목차 ... 5
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 성과 ... 14
• 3. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 41
• 3-1. 목표 ... 41
• 3-2. 최종년도 목표 달성여부 ... 41
• 3-3. 목표 미달성 시 원인(사유) 및 차후대책(후속연구의 필요성 등) ... 42
• 3-4. 관련분야 기여도 ... 43
• 4. 연구개발성과의 활용 계획 ... 43
• 끝페이지 ... 48