KIST 연구진 “소금, 이차전지 전극소재 활용방법 찾았다”

KIST 정경윤 박사팀 연구 성과 'ACS 에너지 레터스' 게재
소금(NaCl) 이용해 나트륨 이차전지의 전극으로 활용

국내 연구진이 바닷물에 풍부한 염화나트륨(NaCL) 화합물을 전기화학적으로 활성화해 이차전지의 전국 소재로 활용할 수 있는 방안을 찾았다.

한국과학기술연구원(KIST)은 에너지저장연구단 정경윤 박사팀이 소금의 주요 구성성분인 염화나트륨(NaCl)을 기반으로 하는 나트륨이온 이차전지용 전극 재료를 개발하는데 성공했다고 6일 밝혔다.

전기화학적인 에너지저장 기술인 배터리(이차전지)는 소형 전자기기, 전기 자동차, 대규모 전력저장 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 기존 리튬이온 이차전지는 우수한 성능을 갖고 있지만 리튬 및 코발트 등 원재료를 특정 지역에서만 구할 수 있다. 가격도 비싸지고 있어 세계 각지에서 리튬을 대체할 배터리를 개발에 나섰다.

나트륨이온 이차전지는 리튬이온 이차전지의 원재료 수급 및 가격 문제를 해결할 수 있는 강력한 후보로 꼽힌다. 특히 트륨이온 이차전지의 개발을 위해서는 배터리 내에서 전기화학 반응에 참여하는 양극 및 음극 소재 개발이 중요한 문제로 꼽혔다.

전지에 사용될 수 있는 전극 소재는 나트륨이온이 소재 내외로 원활하게 이동할 수 있어야 한다. 하지만 그 동안 소금은 나트륨이온이 이동하기 어려운 구조로 돼 있어 나트륨이온 이차전지의 소재로 사용되지 못하고 있었다. 학계에서는 소금 대신에 유사한 특성을 갖는 물질로 NaxMO₂, NaMPO₄ 등을 연구하고 있다.

연구진은 소금의 주요성분인 염화나트륨(NaCl)을 특별한 전기화학적 공정을 통해 전극 소재에 적합한 구조로 만들었다. 공정을 통한 염화나트륨은 나트륨이온이 쉽게 이동할 수 있는 빈자리를 갖게 돼 나트륨 이차전지의 전극으로 사용될 수 있게 됐다.

특히 기본 상태에서 이차전지 전극 소재로 활성이 높지 않은 염화나트륨(NaCl) 화합물을 전기화학적으로 활성화하는 방법을 개발해 이차전지 전극 소재로 활용할 수 있는 가능성을 제시했다.

정경윤 단장은 “이번 성과는 바닷물 속에 풍부한 소금을 이차전지 전극 소재로 활용할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 의미가 있다”며 “해외 소재에 대한 의존성을 획기적으로 낮출 수 있고, 경제성을 확보할 수 있는 전력저장용 이차전지의 개발 가능성을 한층 높였다”고 밝혔다.

연구 성과는 ‘ACS 에너지 레터스’ 최신호에 게재됐다.

【서울=뉴시스】