March 23,2019

나트륨 이차전지 용량‧내구성 높였다

양극 속 음이온 반응 기술 개발

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한국연구재단은 세종대 명승택 교수 연구팀이 나트륨 이차전지의 용량과 내구성을 높일 수 있는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다.

나트륨 이차전지는 기존 리튬 이차전지를 대신할 차세대 주자로 손꼽힌다.

리튬 원자재는 희소성이 있지만, 나트륨은 상대적으로 저렴하게 구할 수 있어서다.

다만 아직 성능상 제약이 있어서 이와 관련한 연구가 활발하게 진행 중이다.

명승택 교수팀은 나트륨 이차전지 양극에서 음이온 산화·환원 반응을 유도하는 아연을 30% 첨가했다.

이를 통해 양이온과 음이온이 각각 산화·환원 반응해 에너지 용량을 높였다.

양이온만 산화·환원 반응을 일으키는 기존 방식과 다른 성과다.

구조의 기둥 역할을 하는 아연 영향으로 구조적 안정성 또한 우수해졌다.

200회의 충·방전 실험에서 기존 양극 물질보다 40%가량 용량 유지율이 높았다고 연구팀은 설명했다.

명승택 교수는 “기존 반응 과정과는 다른 음이온 산화·환원 반응을 활용해 고성능 나트륨 이차전용 양극 소재를 만들었다”며 “스마트폰, 가전제품, 전기자동차, 대형 에너지 저장 장치 등 제조 과정에서 기반 기술로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리사업 등 지원으로 수행했다.

성과를 담은 논문은 국제 학술지 ‘나노 에너지’(Nano Energy) 2월 22일 자에 실렸다.

 

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