미국 UIC(University of Illinois at Chicago) 및 ANL(Argonne National Laboratory) 연구진이 자연 의 공기 중에서도 작동하는 새로운 리튬-공기 배터리(lithium-air battery)를 설계했으며 신기록인 750번의 충방전 사이클을 기록하고 있는 지금도 작동하고 있다고 밝혔다.

학술지 'Nature'에 보고된대로 연구진은 수많은 충방전 사이클 동안 자연공기 중에서 운전되는 배터리 셀을 새롭게 설계했다. 다른 연구에서 공기 중에서 운전되는 배터리 셀이 개발된 적이 있으나 이렇게 긴 수명을 구현하지는 못했었다.

리튬-공기 배터리는 기존 리튬이온 배터리보다 5배 많은 에너지를 저장할 수 있을 것으로 평가되고 있다. 그간 연구진은 리튬-공기 배터리 개발을 위해 노력해 왔으나 몇 가지 장애가 있었다. 종전 기술의 문제점은 실험실에서 배터리 셀에 순수한 산소를 별도로 공급해 줘야 했다는 점이다. 따라서 산소탱크가 배터리 시스템의 일부가 되어야 했고 이는 전기차를 위험하게 만드는 요소가 되었었다. 리튬-공기 배터리는 배터리 산업에서 혁명으로 불릴만한 것이며 기존 리튬이온 배터리 이후를 준비하는 중요한 진보지만 상용화를 위해서는 더 많은 연구가 필요한 것이 사실이다.

이번 연구팀이 개발한 배터리 셀의 주요 특징은 리튬 금속으로 이뤄진 양극(anode)에 보호피막을 적용해 양극과 산소와의 반응을 방지함으로써 열화를 막으며 독창적인 전해질 혼합물을 적용해서 일반 대기 중에서도 운전될 수 있게 한 것이다. 공기중 환경에서 이뤄진 시험에서 이 배터리 셀은 이전 기술보다 훨씬 많은 700번의 충방전 사이클 중에도 높은 성능을 유지했다.

UIC 연구진은 배터리 셀을 만들어 시험, 분석했으며 ANL측은 UIC와 캘리포니아 주립대 측 연구진과 함께 전산해석을 수행했다. 이 프로젝트가 성공할 수 있었던 것은 ANL의 ALCF(Argonne Leadership Computing Facility)와 고성능 계산을 위한 CNM(Center for Nanoscale Materials) 활용이 가능했기 때문이다. 이 두 시설은 모두 미 에너지부(DOE)의 연구인프라공개 대상시설에 해당한다.