아연-요오드 전지 내구성 향상 이중 기능 전략

수계 아연-요오드 전지는 지속 가능한 대규모 에너지 저장 기술로 주목받지만, 아연 음극의 덴드라이트 성장과 양극의 폴리요오드화물 셔틀 현상으로 인해 실제 적용에 어려움이 있습니다. 본 연구는 단일 전해질 첨가제인 2-이미다졸리돈(ELA)을 활용하여 음극과 양극 계면을 동시에 안정화하는 이중 기능 조율 전략을 제안합니다. ELA의 카르보닐(C=O) 작용기는 음극에서 Zn2+ 용매화 환경을 조절하고 동적 흡착층을 형성하여 이온 플럭스를 균질화합니다. 이는 (002)면을 따라 아연 증착을 유도하여 덴드라이트 형성을 효과적으로 억제합니다. 동시에, 이미노(N-H) 그룹은 양극에서 수소 결합을 통해 가용성 폴리요오드화물 종을 고정하여 셔틀 효과를 차단합니다. 이러한 시너지 안정화는 탁월한 전기화학적 성능으로 이어집니다. 대칭 전지는 8 mA cm-2의 고전류 밀도에서 5500시간 이상의 초장수명을 달성했으며, 완전 아연-요오드 전지는 2500회 주기 후 79.4%의 용량 유지율을 보였습니다. 본 연구는 이중 기능 조율 전략을 도입하여 더욱 내구성 있는 수계 전지 개발의 새로운 길을 제시합니다. 이는 차세대 에너지 저장 시스템의 상용화를 앞당기는 데 기여할 것으로 기대됩니다.