대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학전공 홍승태 교수 연구팀이 리튬이온전지를 대체할 차세대 이차전지 후보로 주목받는 칼슘이온전지용 양극 소재를 개발했다고 24일 밝혔다.

일반적으로 칼슘은 리튬보다 이온 크기가 크고 산화 수(oxidation number)도 높아 전지 소재로 사용할 경우 전극 물질의 구조적 변형 등이 발생하는 단점이 있다.

그러나 이론적으로 칼슘이온을 소재로 전지를 개발할 경우 리튬이온전지보다 용량이 크고 에너지밀도도 높은 것으로 알려졌다.

이런 까닭에 칼슘이온전지 개발에 필수적인 양극 소재 연구가 활발히 이뤄지고 있다.

연구팀은 분말 X선 회절 기법을 이용해 높은 구조적 안정성을 지닌 나시콘(NASICON) 구조 기반 양극 소재인 'NaV₂(PO₄)₃'를 개발하는 성과를 거뒀다.

홍 교수는 "이번 연구성과로 리튬이온전지 용량과 성능을 개선할 수 있는 칼슘이온전지 상용화가 앞당겨질 전망이다"고 말했다.

이번 연구 결과는 소재 화학 분야 국제학술지 '캐미스트리 오브 머티리얼스(Chemistry of Materials)' 9월 23일 자 온라인판에 게재됐다.