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전남대, 차세대 2차전지 '양극 활성화물질' 개발
아연이온배터리 성능 한 단계 상승 기여
2018년 04월 30일 (월) 14:42:03
   
▲전남대 김재국 교수

[대학저널 임승미 기자] 전남대학교(총장 정병석) 신소재공학부 김재국 교수팀은 차세대 2차전지로 기대를 모으고 있는 아연이온배터리 전극소재로 바나듐계 양극(+) 물질(Na2V6O16∙3H2O)을 독특한 입자형상으로 합성하는 것은 물론 충∙방전 메커니즘까지 규명하는데 성공했다.

현재 리튬이온배터리는 전기자동차, 대용량에너지 저장시스템 등의 상용화로 시장은 커졌지만, 정작 원재료인 리튬이 희귀자원으로 취급된다. 또한 세계 매장량마저 한계를 드러내면서 가격이 급상승해 리튬이온배터리의 생산, 공급 자체가 수요를 따라가지 못하고 있다.

이 때문에 리튬이온배터리를 대체할 차세대 전지개발의 필요성이 강하게 제기되면서 아연이온배터리가 주목받고 있는 가운데 이에 필요한 핵심 물질을 전남대 연구팀이 개발했다.

연구팀은 소듐이온배터리에 사용되고 있는 소재를 아연이온배터리의 양극(+) 소재로 적용하는데 성공함으로써 지금까지 연구된 아연이온배터리의 성능을 한 단계 상승시키는데 기여했다. 뿐만 아니라 충∙방전 과정에서 발생하는 전하수송체의 이동을 ‘포항가속기’를 이용해 규명했다. 이에 따른 구조적 변화를 증명해 연구에 대한 신뢰도까지 높였다.

양극(+) 활물질에 이어 음극, 전해질 등 관련 물질의 개발이 이어질 경우 빠르면 5년 내에 아연이온배터리가 생산될 수 있을 전망이다.

김재국 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.

한편 관련 연구논문은 세계적인 권위를 인정받고 있는 미국화학학회(ACS)의 학회지 ‘나노 레터스’ 4월호에 게재됐다.


임승미 기자 lsm@dhnews.co.kr
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