한국과학기술연구원(KIST)은 에너지저장연구단 정경윤 박사팀이 바닷물 속에 풍부하게 존재하는 소금의 주요 구성성분인 염화나트륨(NaCl)을 기반으로 하는 나트륨이온 이차전지용 전극 재료를 개발하는 데 성공했다고 6일 밝혔다.

전기화학적인 에너지저장 기술인 배터리는 소형 전자기기, 전기자동차, 대규모 전력저장 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 특히 대규모 전력저장 장치에는 수 MWh~GWh 규모로 사용돼 배터리 가격과 경제성이 매우 중요한 요소로 작용한다.

기존의 리튬이온 이차전지는 우수한 성능을 갖고 있지만 리튬과 코발트 같은 원재료가 갈수록 비싸지고 있어, 세계에서 이를 대체하려는 노력이 활발하다.

나트륨이온 는 리튬이온 이차전지의 원재료 수급과 가격 문제를 해결할 수 있는 강력한 후보로 떠오르고 있다. 실제로도 대규모 에너지저장장치에 적용될 수 있다. 나트륨이온 이차전지의 개발에서 핵심은 실제 전기화학 반응에 참여하는 양극(+)과 음극(-) 소재 개발이다.

KIST 연구진은 소금의 주요성분인 염화나트륨(NaCl)을 특별한 전기화학적 공정을 통해 전극 소재에 적합한 구조로 만들었다. 이 공정으로 만든 염화나트륨은 나트륨이온이 쉽게 이동할 수 있는 빈자리를 갖게 돼 나트륨 이차전지의 전극으로 사용될 수 있다.

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

이 연구결과는 ‘ACS Energy Letters’ 최신호에 게재됐다.

박응서 테크엠 기자  gopoong@techm.kr