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소금으로 저렴한 배터리 만든다

KIST 연구팀, 염화나트륨을 나트륨 이차전지 전극 소재로 만들어
"해외 의존성 낮추고, 이차전지 개발 가능성 높여"
바닷물에 풍부한 소금을 이차전지의 소재로 활용할 가능성이 열렸다. 

KIST(원장 이병권)는 정경윤 에너지저장연구단 박사팀이 염화나트륨(NaCl)으로 '나트륨이온 이차전지용' 전극 재료를 만들었다고 6일 밝혔다.

이차전지는 소형 전자기기, 전기자동차, 대규모 전력저장 등에 사용된다. 나트륨이온 이차전지 개발의 핵심은 나트륨 이온을 원활하게 통과시키는 전극 소재다.

연구팀이 택한 소재는 소금의 주성분인 염화나트륨이다. 소금은 나트륨이온을 이동시키기 어려운 구조로 되어 있어, 그동안 전지 소재로 사용되지 못했다.​

연구팀은 전기화학적 공정을 통해 염화나트륨을 전극 소재에 적합한 구조로 만들었다. 특수 공정을 거친 염화나트륨에는 나트륨이온이 쉽게 이동할 수 있는 빈자리가 생겼다. 

NaCl의 구조. 일반적인 구조(a)와 나트륨 이온의 이동이 원활해진 구조(b). <그림=KIST 제공>NaCl의 구조. 일반적인 구조(a)와 나트륨 이온의 이동이 원활해진 구조(b). <그림=KIST 제공>

소금을 사용한 나트륨이온 이차전지는 부족한 자원을 사용하는 리튬이온 이차전지를 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 상용화를 위해 소재 성능을 개선하고 전해질과 분리막 기술 개발도 수반되어야 한다고 설명했다.

정경윤 박사는 "해외 소재 의존성을 낮추고 경제성을 확보할 수 있는 전력저장용 이차전지 개발 가능성을 한층 높였다"고 자평했다.

연구 결과는 'ACS Energy Letters' 최신 호에 실렸다. 논문명은 'Electrochemically induced metallization of NaCl: Use of the main component of salt as a cost-effective electrode material for sodium-ion batteries'다.

NaCl을 적용한 나트륨 이차전지의 모식도. <그림=KIST 제공>NaCl을 적용한 나트륨 이차전지의 모식도. <그림=KIST 제공>
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