화학뉴스

국내 연구진이 수초만에 급속충전이 가능한 차세대 NiB(나트륨이온전지)를 개발했다.
한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 강정구 교수 연구팀은 급속충전이 가능한 고에너지·고출력 하이브리드 NiB 개발에 성공했다.
하이브리드 ESS(에너지저장시스템)는 배터리용 음극과 축전기용 양극을 결합한 것으로, 높은 저장용량과 빠른 충·방전 속도를 모두 가지고 있어 LiB(리튬이온전지)보다 출력이 낮고 저장특성에 제한이 있을 뿐만 아니라 충전시간이 긴 NiB의 한계를 극복할  차세대 저장장치로 주목받고 있다.
그러나 고에너지·고출력 밀도 하이브리드 배터리를 구현하기 위해서는 상대적으로 느린 배터리용 음극의 에너지 저장 속도를 올리는 동시에 음극에 비해 상대적으로 용량이 낮은 축전기용 양극재의 에너지 저장 용량을 끌어올려야 한다.
이에 따라 연구팀은 2가지 서로 다른 금속-유기 골격체를 활용해 하이브리드 배터리에 최적화된 전극 소재 합성법을 제시했다.
연구진이 개발한 하이브리드 나트륨이온 에너지 저장 소자는 기존 상용화 LiB를 뛰어넘는 에너지밀도(전극 기준 kg당 247Wh)와 축전기의 고출력 밀도(kg당 3만4748W) 특성을 모두 가지는 것으로 확인됐다.
차세대 ESS로 수초에서 수분만에 급속충전이 가능해 전기자동차(EV)와 스마트 전자기기, 항공장치 등에 적용할 수 있을 것으로 예상된다.
강정구 교수는 “하이브리드 나트륨이온 에너지 저장 소자는 기존 ESS의 한계를 극복할 수 있는 새로운 돌파구가 될 것”이라며 “전기자동차를 포함한 모든 전자기기에 활용 범위를 확대할 수 있다”고 강조했다.
연구 결과는 에너지 저장 소재 분야의 국제 학술지 에너지 스토리지 머티리얼스(Energy Storage Materials)에 게재됐다. (강)