한국인 연구자가 참여한 미국 스탠퍼드대 연구팀이 흑린을 활용한 고용량 나트륨 2차전지 물질을 개발하는 데 성공해 그간 어려움을 겪었던 나트륨 2차전지 상용화의 길을 앞당길 것으로 전망된다.

30일 한국연구재단에 따르면 미국 스탠퍼드대 이추이(Yi Cui) 교수 연구팀은 나노과학 분야 국제 학술지인 '네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology) 7일자 온라인판에 이 같은 연구결과를 소개했다.

이추이 교수 연구팀에는 한국에서 온 '박사 후 과정'의 이현욱 박사가 이번 연구 논문의 공동 제1저자로 참여했다.

나트륨 2차전지는 현재 2차전지 시장의 대부분을 차지하는 리튬 2차전지와 비슷한 원리로 작동하지만 전압, 용량, 수명 등 전지 특성이 크게 떨어져 상용화를 위해서는 충·방전 특성이 우수한 전극 소재를 필요로 했다.

연구팀은 우선 결정 구조와 겉모습이 흑연과 비슷한 흑린, 그래핀을 겹겹이 구성해 나트륨 이온이 반응하기에 적합한 구조를 만들었다.

이어 나트륨 이온과 반응한 결과 기존에 나트륨 2차전지 음극 소재로 연구돼 온 '강성 카본'(Hard carbon)보다 용량이 약 8배나 향상된 것을 확인했다.

무엇보다 리튬 2차전지에서 사용되는 흑연 음극보다도 약 7∼8배나 높은 용량을 지니는 것을 확인했다.

이번 연구는 리튬에 비해 매장량은 풍부하지만 특성이 떨어지는 것으로 평가됐던 나트륨 2차전지의 상용화 길을 열었다는 점에서 의미가 적지 않다.

이현욱 박사는 "나트륨 2차전지에 적합한 음극 물질을 개발함에 따라 나트륨 2차전지 상용화에 크게 기여할 것으로 기대한다"고 밝혔다.