[인사이트] 최재원 기자 = 지난 3월 중국 스마트폰 기업 '리얼미'는 세계 최초 150W 충전 시스템을 지원해 0%에서 50%까지 5분 만에 충전하는 '리얼미 GT Neo3'를 출시했다.

이로부터 한 달 전인 2월에 출시한 삼성의 최신 플래그십 스마트폰 '갤럭시S22 ULTRA'는 충전 시스템이 1/3 수준인 45W에 그치고 있다.

그런 가운데 국내 연구진은 단 1분 만에 초고속 충전이 가능한 신개념 배터리를 개발했다.

지난 25일 한국에너지기술연구원(원장 김종남)은 에너지저장연구실 윤하나 박사 연구팀이 목포대학교 유충열 교수 등과 공동연구를 통해 초고속 충전이 가능한 차세대 알루미늄 배터리의 전하저장 메커니즘 및 핵심 성능을 규명했다고 밝혔다.

공동연구진은 이를 통해 그래핀·탄소나노튜브 복합 전극을 이용한 초저가·초고속 충전 및 장기간 사용이 가능한 고성능 알루미늄 배터리 개발에 성공했다.

특히 지구상에서 3번째로 많은 원소인 알루미늄은 독성과 폭발 위험성이 없고 재활용이 가능하며 가격이 저렴해 수급이 용이하다.

이로써 알루미늄을 이용한 이차전지는 알루미늄 이온을 사용해 에너지를 저장하는 최신 기술로 상용 배터리를 대체할 수 있는 대안으로 주목받고 있다.

공동연구진이 이번에 개발한 알루미늄 이온 배터리 셀의 성능은 1분 이내의 초고속 충전이 가능하며 1분 30초의 초고속 충전을 4000회 이상 수행해도 약 98%의 용량 유지율을 보여 뛰어난 장수명 특징을 보였다.

윤하나 박사는 "그동안 불명확했던 알루미늄 이온 전지의 전하저장 메커니즘을 규명함과 동시에 알루미늄 이온 이차전지가 가질 수 있는 내재적인 성능의 상한범위 확인이 가능했다"며 "이는 실제 벌크 소재를 활용한 배터리 제작 시 성능 개선을 위한 전극 소재적 접근 방안에 대한 중요한 실마리를 제공했다는 점에서 큰 의미가 있다"고 말했다.

이번 연구성과는 미국화학회에서 발행하는 나노과학기술 분야의 세계적인 학술지 '나노 레터스' 에 게재됐다.