[ 시티저널 허송빈 기자 ] KAIST 신소재 공학과 육종민 교수와 이정용 명예 교수 공동 연구팀이 리튬 기반 이차 전지 음극 재료에 비해 저렴하고 수명이 긴 나트륨 기반 이온 전지용 음극 소재를 개발했다.

기존 이차 전지 음극 재료 대비 1.5배 수명이 길고 약 40% 저렴한 나트륨 이온 전지용 음극 소재 개발을 통해 나트륨 이온 전지의 상용화에 기여할 전망이다.

연구팀은 흑연의 대안을 나노 판상 구조를 가진 황화 구리에서 찾았다. 황화 구리는 높은 전기 전도도와 이론 용량을 갖는다.

또 황화 구리에 나트륨이 저장되는 과정을 원자 단위에서 실시간 분석한 결과 황화 구리의 결정 구조가 유동적으로 변화하며, 안정적으로 나트륨 이온을 저장하는 것을 확인했다.

그 결과 황화 구리의 나트륨 저장 성능이 흑연 이론 용량의 1.5배에 달하는 것을 확인했고 충, 방전을 250회 반복한 이후에도 이론 용량의 90% 이상이 유지됨을 증명했다.

이번 연구로 나트륨 이온 전지가 상용화되면 지구 표면의 약 70%를 차지하는 바다에 무궁무진하게 존재하는 나트륨을 활용할 수 있는 길이 열렸다.

이는 배터리 원가 절감으로 이어지고 휴대폰, 전기 자동차, 노트북 등의 단가를 약 30% 정도 낮출 수 있을 것으로 기대되고 있다.