차세대 2차전지 ‘양극(+) 활성화물질’
전남대 연구팀이 첫 개발
리튬전지 대체할 아연이온배터리의 핵심 소재
세계적 미국화학회지 ‘나노 레터스’ 4월호 게재
김재국 교수팀, 국가전략과제후속연구 지원‘쾌거’
전기자동차 등에 많이 쓰이는 리튬이온배터리 공급이 수요를 따라가지 못하고 있는 가운데, 차세대 2차전지의 핵심 물질을 전남대 연구팀이 개발하는데 성공했다.
전남대학교 김재국 교수(신소재공학부)팀은 “차세대 2차전지로 기대를 모으고 있는 아연이온배터리 전극소재로 바나듐계 양극(+) 물질(Na2V6O16∙3H2O)을 독특한 입자형상으로 합성하는 것은 물론 충∙방전 메커니즘까지 규명하는데 성공했다.”고 밝혔다.
또 관련 연구논문이 세계적인 권위를 인정받고 있는 미국화학학회(ACS)의 학회지 ‘나노 레터스’ 4월호에 게재됐다고 덧붙였다.
현재 리튬이온배터리는 전기자동차, 대용량에너지 저장시스템 등의 상용화로 시장은 커졌지만, 정작 원재료인 리튬이 희귀자원으로 취급되는데다, 세계 매장량마저 한계를 드러내면서 가격이 급상승해 리튬이온배터리의 생산, 공급 자체가 수요를 따라가지 못하고 있다.
이 때문에 리튬이온배터리를 대체할 차세대 전지개발의 필요성이 강하게 제기되면서 아연이온배터리가 주목을 받아왔는데, 이에 필요한 핵심 물질을 전남대 연구팀이 개발한 것이어서 기대를 모으고 있다.
연구팀은 또다른 차세대 전지로 주목되고 있는 소듐이온배터리에 사용되고 있는 소재를 아연이온배터리의 양극(+) 소재로 적용하는데 성공함으로써 지금까지 연구된 아연이온배터리의 성능을 한 단계 상승시키는데도 기여했다.
연구팀은 또 충∙방전 과정에서 발생하는 전하수송체의 이동을 ‘포항가속기’를 이용해 규명하고, 이에 따른 구조적 변화를 증명해 연구에 대한 신뢰도까지 높이는 기염을 토했다.
양극(+) 활물질에 이어 음극, 전해질 등 관련 물질의 개발이 이어질 경우 빠르면 5년내에 아연이온배터리가 생산될 수 있을 전망이다.
김 교수는 “이번 연구결과로 그간 정체됐던 차세대 2차전지 개발시장에 활력을 불어넣을 수 있게 됐다.”며 “정부의 전략과제후속연구 지원으로 이뤄진 이번 성과를 바탕으로, 신규 기능성 소재 발굴에 더욱 힘쓰겠다.”고 말했다.
