과산화은(AgO, 過酸化銀 , silver peroxide , Silberperoxyd)은 은의 과산화물로서 Ag₂O₂와 Ag₂O₃가 알려져 있는데, 모두 순수한 것으로서는 얻을 수 없다. 전자는 1가의 은의 과산화물 Ag-O-O-Ag인가 또는 2가의 은의 산화물 AgⅡO는 미상. 후자는 은의 2가와 3가의 산화물의 고용체라고도 한다.[1] 과산화은(AgO)은 산화은전지의 양극 활물질로 사용되기도 한다.[2]
산화은전지는 캐소드 재료로 산화은(Ag₂O) 조성을 사용하며, 사이클 수명이 짧고 용량도 작아 저전력 1회용 버튼 전지로 용도가 주로 한정되어 있다. 한편, 캐소드 재료로 과산화은(AgO)을 사용하면 에너지 밀도를 향상시킬 수 있지만, 과산화은은 전기화학적으로 불안정하다는 문제가 있다. 캘리포니아대학 샌디에이고(University of California San Diego)와 Zppwer의 공동 연구팀은 ZPower사의 독자적인 산화납 코팅을 활용해 과산화은의 전기화학적 안정성을 향상시키는데 성공했다. 또, 양극 재료로서 아연(Zn)을 이용한 AgO-Zn 배터리는 임피던스가 감소되고 도전성이 향상되는 것을 알 수 있었다. 그 결과, 리튬이온 배터리의 10~20배에 이르는 54mAh/cm²의 면적당 용량을 달성했고, 에너지 밀도가 5~10배 큰 전력을 공급할 수 있다는 것을 알았다. 제조 프로세스의 관점에서 과산화은은 지극히 산화성이 강하고, 급속히 퇴화하므로 지금까지 스크린 인쇄방식을 적용하는 것이 어려웠다. 연구팀은 여러가지 용매와 바인더에 대해 탐색한 결과, 과산화은에 알맞는 잉크 배합을 발견했다. 롤투롤 열융착이 가능하고 제조 속도를 높여 스케일 업도 가능하다는 사실이 밝혀졌다. 연구팀은 폴리머 필름 위에 집전체, 아연 애노드, 과산화은 캐소드 및 세퍼레이터가 집적된 배터리를 이용해서 마이크로컨트롤러와 블루투스 모듈을 갖춘 플렉시블 디스플레이 시스템에 전력을 공급했으며, 기존 리튬dldhs 배터리보다 높은 성능을 보여주는 데 성공했다.[3]
과산화은 전지
과산화은전지(過酸化銀電池, silver superoxide cell)는 양극 활물질로서 산화은전지의 Ag₂O 대신에 AgO를 사용하는 고성능 소형 전지이다. 산화은전지의 2배의 용량이 있다. 통상은 AgO의 표면을 환원하여 Ag₂O의 표면층을 생성하여 산화은전지와 같은 전압을 부여하도록 되어 있다. AgO는 Ag₂O의 방전으로 생성된 Ag와 반응하여 Ag₂O를 생성한다. 그러나 AgO는 AgIAgⅢO₂이며, 과산화은은 오칭이다.[4]
과산화은(AgO)을 사용한 전지는 산화은을 사용한 전지보다 에너지 밀도를 2배 가까이 높일 수 있으나 과산화은의 알칼리성 전해액속에서 불안정한 특성으로 그 취급이 어렵고 소형 전지에서는 큰 에너지 밀도의 특징을 살리지 못하는 점이 있어 거의 실용화 되고 있지 않다.
각주
참고자료
같이 보기
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