한양대·강원대, 폭발 위험 없는 차세대 '배터리 분리막' 기술 개발

리튬 배터리 대체할 대형 ESS 원천기술

'반복적 계면 조립 기술'로 이온 통로 통제

[서울=뉴시스] 한양대·강원대 연구팀의 '배터리 분리막 기술 개발' 논문이 게재된 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)' 6월호 표지. (사진=한양대 제공) 2026.06.30. [email protected] *재판매 및 DB 금지

[서울=뉴시스]박시은 인턴 기자 = 한양대학교는 화학공학과 염봉준 교수 연구팀이 강원대학교 화공·생물공학부 임형규 교수 연구팀과 함께 차세대 수계 아연이온전지의 수명과 성능을 대폭 향상하는 분리막 기술을 개발했다고 30일 밝혔다.

물을 기반으로 한 전해질을 사용하는 수계 아연이온전지는 기존 리튬이온전지 대비 발화·폭발 위험이 없어 안전성 측면에서 높이 평가받는다. 또한 핵심 소재인 아연의 가격이 저렴하고 매장량이 풍부해 대규모 에너지저장장치(ESS)에 적합한 차세대 배터리로 세계적인 주목을 받고 있다.

그러나 충방전이 반복될 경우 아연 금속 표면에 아연 이온이 불균일하게 쌓이면서 나뭇가지 모양의 수지상 결정(덴드라이트·Dendrite)이 자라, 전지의 수명과 안정성을 급격히 떨어뜨리는 한계가 존재했다.

한양대·강원대 연구진은 이러한 한계를 극복하기 위해 나노셀룰로오스 기반의 하이드로젤 분리막에 '반복적 계면 조립 기술(Repetitive Interfacial Assembly)'이라는 접근법을 도입했다. 이는 고분자층을 단번에 코팅하는 기존 방식에서 벗어나, 흡착과 중합 사이클을 정밀하게 반복함으로써 나노섬유 표면에 3차원으로 연결된 이온 이동 통로를 구축하는 전략이다.

연구팀은 이를 통해 전지 내부의 아연 이온 전달 속도와 균일도를 완벽하게 통제해 덴드라이트의 성장을 원천적으로 억제했으며, 결과적으로 장기 구동 안정성을 대폭 향상하는 데 성공했다. 이는 분리막이 이온의 흐름과 전극 반응을 능동적으로 조절해 전지 성능을 좌우하는 핵심 소재로 기능할 수 있음을 증명한 것이다.

염 교수는 "이번에 개발한 분리막 기술이 안전하고 지속 가능한 차세대 수계 배터리의 상용화를 앞당기는 핵심 원천 소재 기술이 될 것"이라고 밝혔다.

한양대 화학공학과 최원석 박사과정생이 제1 저자로 이름을 올린 이번 연구 성과는 에너지 소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials)' 6월 호의 표지 논문으로 선정됐다.


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