철강공정 부산물 ‘슬래그’도 배터리로
철강공정 부산물 ‘슬래그’도 배터리로
  • 조강희 기자
  • 승인 2017.07.03 10:44
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이진우 포항공대 교수 연구팀, 다공성 실리콘 전환 성공

[한국에너지신문] 철강 생산과정 부산물인 슬래그를 스마트폰이나 전기차 배터리로 활용하는 기술을 국내 연구팀이 개발했다.

포항공대는 화학공학과 이진우 교수팀이 산업 폐기물인 슬래그를 간단한 공정을 거쳐 고부가가치 소재인 다공성 실리콘(Si)으로 바꾸는 데 성공했다고 지난달 27일 밝혔다.

이 실리콘은 흑연전극보다 용량이 4배 이상 크고 내구성이 뛰어나다. 스마트폰, 노트북, 전기차 등에 쓰는 리튬이온 전지 전극은 보통 흑연 소재를 사용하고 있으나 더 높은 용량을 위해서는 실리콘 등 새로운 소재가 필요하다.

하지만 실리콘 소재는 충전이나 방전 중에 부피가 팽창하며 수명이 저하하는 현상이 일어날 뿐 아니라 흑연보다 4배 이상 가격이 비싼 문제점이 있다.

연구팀은 이번에 슬래그 주성분 가운데 하나인 실리콘 산화물(SiO2)을 다른 성분으로부터 분리했다. 이 과정에서 수 나노미터(nm) 기공이 생기고 마그네슘 환원 공정을 함께 진행하면 1g당 수백㎡의 넓은 표면적을 갖는 다공성 실리콘이 만들어지는 것을 발견했다.

이 실리콘을 리튬이온 전지 음극으로 만들면 다른 실리콘과 비교해 수명과 용량이 뛰어날 뿐 아니라 충전과 방전 속도도 더 빨라진다.

연구팀은 산업 폐기물을 효율적으로 처리하며 고부가가치인 배터리 소재를 저렴한 비용으로 개발할 수 있는 기술이라고 설명했다.  


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