국방과학연구소(ADD, 소장 박종승)는 3차원 구조 고성능 음극 기술(LIMFA: Lithium Impregnated Metal Foam Anodes (리튬함침형 메탈폼 음극))을 세계 최초로 개발했다. 이번 연구는 ADD 최유송 책임연구원, 안태영 선임연구원이 진행했으며, 세계적 과학논문지인 ‘사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)’에 3월 온라인 게재됐다.
본 연구 성과는 유도무기에 사용되는 열전지 용량을 기존 해외기술 대비 약 2배 이상으로 끌어올릴 수 있는 고성능 음극 기술이다.
이번 연구는 기존 열전지 음극 제조공정의 단점으로 꼽혔던 긴 제조시간과 고비용, 용량의 한계를 한 번에 해결할 수 있는 성과다. 다공성 금속 물질(메탈폼(metal foam))에 순수 리튬을 용융시켜 함침시키는 공정기술로 기존 문제점을 극복하고 성능을 확보했다.
유도무기에 사용되는 열전지는 500℃정도의 고온‧고하중에서 작동되는 특수전지다. 제조 시에는 용융된 리튬을 금속다공체에 잘 함침되도록 하고, 작동 시 용융상태의 리튬(녹는점 180℃)을 고온에서 흘러내리지 않고 고하중에서 전극의 형태를 잘 유지하도록 제조하는 것이 본 기술의 핵심이다.
ADD는 이러한 고에너지 밀도 전극 분야의 독보적인 기술력을 바탕으로 세계 최고 성능의 유도무기 및 어뢰용 전지 개발에 지속적으로 집중하고 있다. 본 연구결과는 향후 유도무기에 적용될 예정이다.
또한, 개발된 기술은 민수분야 전지의 핵심 부품인 고에너지 밀도 전극에도 활용이 가능해 휴대용 전자기기, 전기자동차용 리튬배터리에도 폭넓게 적용될 수 있을 것으로 예상된다.
한편‘사이언티픽 리포트’는 세계적인 과학저널 네이처(Nature)의 자매지로 신개념의 창의적인 연구 성과를 선별하여 출판하는 과학분야 전문저널이다.
[디펜스투데이]
