고려대 연구진 '나트륨 이차전지 양극재' 개발

by신하영 기자
2022.09.22 12:56:56

사진=고려대

[이데일리 신하영 기자] 고려대 연구진이 차세대 이차전지 소재로 주목받는 나트륨 이차전지 양극재 기술을 개발했다.

고려대는 유승호(사진) 화공생명공학과 교수팀이 김두호 경희대 기계공학과 교수팀과의 공동 연구에서 이같은 성과를 얻었다고 22일 밝혔다. 연구 결과는 저명 국제학술지(Energy Storage Materials)에 지난 14일 게재됐다. 박성준 고려대 석박사통합과정생과 이재운 경희대 석사과정생이 해당 논문의 제1저자다.



나트륨 이온 이차전지는 현재 상용화된 리튬 이온 이차전지의 경제성 문제를 해결할 신재생 에너지 기술로 평가받는다. 리튬 이온은 지각 내 매장량이 적고 특정 광산에서만 채굴 가능하기 때문이다. 문제는 나트륨 이온 전지가 리튬 이온 전지에 비해 용량·에너지밀도가 낮다는 점이다.

연구팀은 기존의 나트륨 이차전지용 양극재의 전이 금속층에 소량의 티타늄을 도핑(첨가)해 산소 산화환원 반응의 가역성을 높였다. 충·방전 시 산소 산화환원 반응이 일어나는 전압 구간에서도 양극재의 안정성을 높인 셈이다. 연구팀은 특히 전기화학적 분석을 통해 티타늄이 도핑된 양극재의 용량·수명·속도·성능이 향상된 것을 확인했다.

유승호 교수는 “이번 연구는 나트륨 이온 이차전지용 양극재의 한계점 극복 전략인 산소 산화환원 반응의 열화현상 해결에 대한 가능성을 시사한다”며 “이를 통해 기존 리튬 이온 전지를 대체할 수 있는 차세대 나트륨 이온 전지의 실용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다.