나트륨 이차전지 효율 높이는 기술 개발

전남대학교 이윤성 교수 연구팀이 차세대 나트륨 이차전지의 효율을 높이는 기술을 개발해 화학·재료 분야 권위지에 게재됐다.

20일 전남대에 따르면 전남대 이윤성 교수(화학공학부)팀은 기존 나트륨 이차전지에서 발생되는 여러 문제를 개선할 수 있는 하이브리드형 나트륨 이온 전도성 계면을 제안했다.

연구팀은 나트륨 금속 음극 근처에 Na-In, Na-Bi, Na-Zn, Na-Sn 하이브리드 전도성 계면을 형성해 금속과 전해질 사이의 상간 저항을 줄이고 이렇게 제안된 4개의 전도성 층간 상은 높은 전류와 용량의 변화에도 균일한 나트륨 이온 증착을 효과적으로 조절할 수 있음을 밝혀냈다.

이러한 다기능 하이브리드 인터페이스는 유·무기 성분을 모두 포함하고 있어 나트륨 이온의 빠른 이동을 원활하게 하고 나트륨 덴드라이트(전지 내 금속 응고) 성장을 억제할 수 있다. 또한 높은 기계적 안정성을 가지고 있어 자연 상태의 나트륨보다 매우 향상된 전기화학 성능을 가진다.

나트륨 이차전지의 재료는 쉽게 구할 수 있는 풍부한 재료인 동시에 전기화학적 변화가 적어 대용량 에너지 저장 장치로 활용될 수 있다. 다만 배터리를 내 SEI(Solid Electrolyte Interface)층이 불균일하게 형성되면 에너지 효율이 크게 저하된다. 이는 실제로 나트륨 이차전지를 대용량 에너지 저장장치로 활용하는 데 걸림돌이 되고 있다.

이번 연구 결과는 화학·재료 분야 권위지인 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’(Advanced Functional Materials, 영향력지수 19.924) 온라인판에 게재됐으며, 10월호 표지논문으로 게재될 예정이다.

광주=김동언 기자 kde3200@viva100.com