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[IT뉴스]비싼 리튬 대신 망간으로…망간이온전지 구동 가능성 검증

온카뱅크관리자

2026-08-04 12:07:33

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="7nZzhqB3RA">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="2fe5409f5b611eecebdfdf92f46f54314a2e1c07cb96b18ba1353c3ad9309a30" dmcf-pid="zL5qlBb0Lj" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 명승택 세종대 나노신소재공학과 교수와 야우헨 아니스케비치 박사. 한국연구재단 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202608/04/dongascience/20260804120210507pokr.png" data-org-width="660" dmcf-mid="u84iunLxJc" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202608/04/dongascience/20260804120210507pokr.png" width="658"></p>
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            왼쪽부터 명승택 세종대 나노신소재공학과 교수와 야우헨 아니스케비치 박사. 한국연구재단 제공
           </figcaption>
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          <p contents-hash="198aabd4d0ce588da25a5cb88109e8d6f3118e48ce0264c3c0391727bac692fb" dmcf-pid="qo1BSbKpiN" dmcf-ptype="general">리튬이온전지의 주재료인 리튬에 대한 의존도를 낮추기 위해 저렴하고 풍부한 망간을 이용해 차세대 에너지저장장치(ESS)를 만드는 기술이 개발됐다. 개발된 망간이온전지의 구동 가능성도 검증됐다.</p>
          <p contents-hash="ed64b4c5082bffd9bb0fd08fd3548aad4403de7e52b616ca7cecb75099e7c6d6" dmcf-pid="BgtbvK9Uda" dmcf-ptype="general">한국연구재단은 명승택 세종대 나노신소재공학과 교수 연구팀이 사불화붕산망간 기반 비수계 전해질을 설계·적용해 비수계 망간이온전지의 작동 가능성과 시제품 구현 가능성을 검증했다고 4일 밝혔다. </p>
          <p contents-hash="392ce4b1a6cfa71d016f827401280f30dcb4c7d12085a2d0b7d5e7a93c6c708d" dmcf-pid="baFKT92ung" dmcf-ptype="general">사불화붕산망간은 망간 이온과 사불화붕산 이온으로 이뤄진 망간염으로 비수계 전해질에서 높은 이온전도도와 전기화학적 안정성을 확보할 수 있는 소재다. 비수계 전해질은 물 대신 유기용매를 활용해 만든 전해질이다. 물과 전극 반응으로 생기는 부식과 수소 발생을 줄일 수 있다. </p>
          <p contents-hash="cce5801d7eddabd585a4e97ac3baf950ab27a684147445030aa016ab3c72acd4" dmcf-pid="KN39y2V7Jo" dmcf-ptype="general">망간은 차세대 ESS 소재로 꼽히지만 수계 전해질에서는 전극 표면에 막이 생겨 성능이 저하되는 한계가 있다. 또한 비수계 전해질에 적합한 망간염은 비싸고 부식성이 강하다는 문제가 있다. </p>
          <p contents-hash="0ed1fc29a5ef45f7aab66a5ef2da31f162f8e509a479373bd90b0dd82d89b9f6" dmcf-pid="9j02WVfzML" dmcf-ptype="general">연구팀은 기존 한계를 극복할 수 있는 사불화붕산망간 기반 비수계 전해질을 개발했다. 개발된 전해질은 망간불화물과 삼불화붕소 에터레이트를 아세토니트릴 용매에 반응시켜 합성한 특수 망간염이다. </p>
          <p contents-hash="0c0b6e4d2576c89995b95f74686d22e836cae4dee7d2be4d0f4c7aeacbf877c7" dmcf-pid="2ApVYf4qnn" dmcf-ptype="general">개발된 전해질은 망간 금속의 부식을 효과적으로 억제하면서 석출·박리 반응을 안정적으로 구현했다. 석출·박리 반응은 충전 시에는 금속 이온이 전극에 쌓이고 방전 시에는 다시 용해되는 반응으로 금속 전지의 성능과 수명을 좌우한다. </p>
          <p contents-hash="f237cc336a530aa8ab8e18368e6b075ce66681222d3ff4fbb36abb3ef2a863e5" dmcf-pid="VcUfG48Bni" dmcf-ptype="general">개발된 전해질의 높은 이온전도도와 전기화학적 안정성도 확인됐다. 연구팀이 분광분석 및 계산을 통해 사불화붕산망간 기반 비수계 전해질에서 망간이온이 아세토니트릴 분자 6개와 안정적으로 결합한다는 점을 규명했다.  </p>
          <p contents-hash="5cb5cf14c297e0bf18c5450b6f7ada5ac015973e27c38d9ddc752aa9889790e9" dmcf-pid="fku4H86biJ" dmcf-ptype="general">연구팀은 개발된 전해질을 실제 전지에 적용했다. 망간화된 비스무트·텔루륨(Bi5Te3) 기반 음극과 프러시안블루(NaMnHCF) 양극을 조합한 전지를 만든 결과 1.5V(볼트) 이상의 작동전압과 g당 70~80mAh(밀리암페어시)의 안정적인 용량을 보였다. 실제 전지 형태인 파우치셀에서도 250회 이상 안정적으로 구동했다. </p>
          <p contents-hash="dcb276d26be23f3ee700be455f908acbfab69d9febc354f92e7933c02f4c1c96" dmcf-pid="4E78X6PKnd" dmcf-ptype="general">명 교수는 "이번 연구는 전해질뿐만 아니라 양·음극 후보 소재를 함께 제시해 후속 망간전지 연구의 설계 기준을 마련하고 실제 전지 형태의 구동 가능성을 검증한 데 의의가 있다”며 "후속 연구에서는 용매와 첨가제, 보호막 설계를 통해 망간의 석출·박리 가역성을 개선하고 수명과 효율을 높여 상용화 토대를 마련하겠다”고 말했다. 연구 결과는 국제학술지 ‘재료과학 및 공학 보고’에 6월 25일 온라인 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="a3ef3536ac43dc282019d64cbacdc1fd5725a037bf9e3b3aae20a4efe613bcb9" dmcf-pid="8VOGNHXSMe" dmcf-ptype="general"> &lt;참고 자료&gt;<br> doi.org/10.1016/j.mser.2026.101263</p>
          <p contents-hash="0b4becfad1bcd6724ad863e51036356162f3df5621bad3fd19fb80f1f6758c1b" dmcf-pid="6fIHjXZvRR" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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