바닷물에 풍부한 소금을 나트륨 이차전지 전극으로 활용하는 기술이 개발됐다. 현재 널리는 쓰이는 리튬이온이차전지 대비 경제성이 뛰어난 전지 개발 가능성을 제시했다는 평가다.
정경윤 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단 박사팀은 소금의 주요 구성성분인 염화나트륨(NaCl)을 기반으로 하는 나트륨이온 이차전지용 전극 재료를 개발했다고 6일 밝혔다.
에너지저장 기술인 이차전지는 소형 전자기기와 전기자동차 배터리, 대규모 전력저장장치에 쓰인다. MWh~GWh 규모로 갈수록 배터리의 가격 등 경제성이 설치 여부를 좌우한다.
현재 널리 쓰이는 리튬이온 이차전지는 우수한 성능을 갖고 있지만 리튬, 코발트 등 원재료 가격 상승으로 인해 설치단가가 빠르게 하락하지 않고 있다. 나트륨이온 이차전지는 리튬이온 이차전지의 원재료 수급, 가격 문제를 해결할 수 있는 대안으로 주목받는다.
나트륨이온 이차전지의 개발을 위해서는 배터리 내에서 실제 전기화학 반응에 참여하는 양극(+) 및 음극(-) 소재 개발이 관건이다. 전지에 사용될 수 있는 전극 소재는 나트륨이온이 소재 내외로 원활하게 이동할 수 있어야 한다.
바다에서 쉽게 구할 수 있는 '소금'은 소재로써 구하기 쉽고 가격이 싸다는 장점이 있지만 나트륨이온이 이동하기 어려운 구조여서 나트륨이온 이차전지의 소재로 사용하지 못했다.
KIST 연구진은 이차전지 전극 소재로써 활성이 높지 않은 NaCl 화합물을 전기화학적으로 활성화하는 방법을 개발하고 이차전지 전극 소재로 활용할 수 있는 가능성을 제시했다.
전기화학적 공정을 통해 NaCl을 전극 소재에 적합한 구조로 만들었다. 이 공정을 거친 NaCl은 나트륨이온이 쉽게 이동할 수 있는 빈자리를 갖게 돼 전극으로 사용할 수 있다.
정경윤 단장은 “이번 성과는 바닷물 속에 풍부한 소금을 이차전지 전극 소재로 활용할 수 있는 가능성을 연 것으로 해외 소재에 대한 의존성을 획기적으로 낮출 수 있게 됐다”면서 “경제성을 확보할 수 있는 전력저장용 이차전지의 개발 가능성을 한층 높였다”고 밝혔다.
최호 정책기자 snoop@etnews.com
