재충전 가능한 수계 Zn–CO2 배터리는 지속가능하고 친환경적인 에너지에 대한 요구를 충족하기 위해 에너지 저장과 CO2 활용을 결합하는 유망한 기술이다. 그러나 이 기술의 실제 적용은 낮은 전류 밀도, 부가가치 생성물의 낮은 파라데이 효율, 높은 과전압, 제한된 사이클 수와 같은 요인들로 인해 저해된다. 중요한 구성 요소인 양극 촉매는 시스템의 성능에 상당한 영향을 미친다. 수계 Zn–CO2 배터리를 위한 양극 소재에 관한 여러 최신 출판물이 있었지만, 고성능 Zn–CO2 배터리에 대한 보고는 드물다. 본 연구에서는 기체상 CO2를 주입하여 고성능을 달성하기 위한 새로운 시스템을 보고한다. 기존의 Zn–CO2 배터리와 달리, 기체상 CO2를 주입함으로써 낮은 CO2 용해도의 문제를 극복하였다. Ag 또는 Au 촉매에 의해 구동되는 설계된 Zn–기체상 CO2 배터리는 4 mA/cm2에서 각각 CO에 대한 파라데이 효율이 92.72% 및 89.56%를 달성하였다. 또한 최대 출력 밀도는 Ag 및 Au 촉매에서 각각 5.52 mW/cm2 및 7.89 mW/cm2로, 이는 기존의 수계 Zn–CO2 배터리의 출력 밀도보다 훨씬 큰 값이었다. 더불어 X선 회절을 이용하여 Ag 및 Au 양극에서의 반응 특성에 대해 ex–situ 모니터링을 수행하였고, Au 양극을 사용할 때 600분의 내구성을 달성하였다. 이러한 결과는 고성능 에너지 저장 및 CO2 활용을 위한 Zn–CO2 배터리를 설계하는 실용적인 방안을 제공한다.