국내 연구진이 2차전지 양극에서 2종류의 화학반응을 일으켜 성능을 향상시키는 방법을 개발했다.
세종대 명승택 교수 연구팀이 나트륨 2차전지 양극에서 양이온 뿐만 아니라 음이온의 화학반응도 발생하도록 개발한 것으로 알려졌다.
리튬 원자재의 희소성으로 기존 LiB(리튬이온전지)를 대체할 수 있는 나트륨 2차전지에 대한 관심이 높아지고 있다.
특히, 나트륨 2차전지를 상용화할 수 있도록 에너지 용량을 높이고 우수한 구조적 안정성을 확보하려는 연구가 활발히 진행되고 있다.
연구팀은 2차전지의 양극에서 기존에는 양이온만 산화-환원 반응을 일으켰던 것과 달리 기존 양극물질에 음이온의 산화-환원 반응을 유도하는 아연을 30% 첨가했다.
이를 통해 양이온과 음이온이 각각 산화-환원 반응하여 에너지 용량이 높아지도록 했다.
구조의 기둥 역할을 하는 아연의 영향으로 구조적 안정성 또한 우수해져 200회의 충전 및 방전 실험에서 기존 양극물질에 비해 40%의 용량 유지율 향상을 보였다.
명승택 교수는 “기존의 반응 기작과 다른 음이온 산화-환원 반응을 활용해 고성능 나트륨 2차전지용 양극 소재를 개발한 것”이라며 “휴대폰, 가전제품, 나아가 전기자동차(EV) 및 대형 ESS(Energy Storage System)에도 활용될 수 있을 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.
연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리사업 등의 지원으로 수행됐고 결과는 에너지분야 국제학술지 나노에너지(Nano Energy)에 2월22일 게재됐다. (K)