韓国電気研究院(KERI) 次世代電池研究センターのパク・ジュヌ博士チームが、次世代リチウム硫黄電池の商用化を阻んでいた課題を克服し、大面積・高容量の試作品の製作に成功した。 （※論文名など詳細は記事末尾に掲載）
リチウム硫黄電池は、正極(+)に硫黄、負極(-)にリチウム金属を使用し、理論上のエネルギー密度がリチウムイオン電池の8倍以上に達するほど高い潜在力を持つ。また、高価な希土類ではなく、埋蔵量が豊富な硫黄(S)を使用するため、コストが低く、環境にも優しい。軽量かつ長寿命の二次電池として、都市型エアモビリティ(UAM)時代を牽引する重要技術の一つとされている。
しかし、リチウム硫黄電池は充放電の過程で「リチウムポリスルフィド」という中間物質が生成(溶出、シャトル効果)される。この物質が正極と負極の間を移動し、不必要な化学反応を引き起こすことで、電池の寿命と性能を低下させ、商用化の最大の障壁となっていた。
パク・ジュヌ博士チームは、この問題を解決するため、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)と酸素官能基を結合させた新技術を開発した。SWCNTは、鋼よりも高い強度と銅に匹敵する電気伝導性を持つ未来素材であり、酸素官能基はSWCNTが電池内部の他の物質とよく分散することを助ける。この酸素官能基を結合させたSWCNTは、充放電の際に膨張する電極を安定的に包み込み、リチウムポリスルフィドの溶出と拡散を効果的に制御し、結果として硫黄の活物質損失を大幅に抑えることができた。
さらに、柔軟性の高いSWCNTと親水性(親溶媒性)を持つ酸素官能基により、
