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첨단기술정보

포스트 리튬이온 이차전지의 창제

전문가 제언: 레벨 7의 Fukushima 원자력발전소 사고 이후, 일본의 전력수급 핍박상황을 완화하기 위한 수단으로서 피크 시프트(peak shift), 피크 컷(peak cut)에 사용 가능한 MWh급 초대형 축전지에 큰 기대가 집중되고 있다. 에너지 밀도가 최우선으로 되는 10kWh 이하의 소형 축전지 영역에서는 휴대정보단말 용도를 중심으로 리튬이온전지의 독무대로 되었지만 재료비의 비중이 큰 대형 축전지의 경우에는 에너지 밀도 대신에 환경부하와 비용대비 성능(cost performance(ratio))이 최우선으로 된다.

대형 축전지의 경우, 문제로 되는 것은 전지 내에서 전하를 운반하는 리튬과 충방전 과정을 통해서 양극의 전하 중성을 유지하는 기능을 담당하는 레독스 커플(redox couple)로서의 코발트 등의 사용에는 전이금속의 매장량 및 생산량의 제약요인이 있다. 따라서 음극으로는 리튬 대신에 나트륨을, 양극으로는 코발트 대신에 철이나 티탄 등의 전이금속을 사용하는 것이 가능하면 매장량의 제약이 전체적으로 약 3자리수가 완화될 뿐만 아니라 환경부하도 대폭 저감할 수 있다.