나트륨 이온 전지용 정극재료

전문가 제언

○ 최근 전기자동차나 하이브리드 자동차를 비롯하여 전력 스마트 그리드 시스템 개발에 나트륨, 태양광, 풍력 등 자연 에너지의 활용이 요구되고 있다. 2012년 일본의 Tokyo 이과대학에서는 나트륨 이온전지용 전극재료로서 리튬이나 코발트 등의 희소금속을 사용하지 않으면서 새로운 철계 산화물합성 전극을 개발하였다. 하지만 국내에서는 아직 나트륨 이온전지 개발에 관한 보고는 발표되지 않고 있다.

 

○ 2010년 이후, 다양한 나트륨 합성 전극재료가 개발되면서부터 나트륨 이온 전지의 실현 가능성이 점차 현실성을 띠면서 고조되고 있다. 최근 일본 Tokyo대학에서 나트륨 이온전지에 필요한 정극재료가 개발되면서 최근 고가의 희소금속인 리튬을 대체할 나트륨 이온전지에 관한 연구가 활성화 되고 있다. 2014년 Shinichi KOMABA는 Na3V2(PO4)3, Na3V2(PO4)2OxF3-x, Na2Fe2(SO4)3, Na2Co2.4Mn0.3Ni0.3(PO4)2P2O7의 나트륨 전지특성을 보고하였다.

 

○ 나트륨 합성전지 가운데서 Na2Fe2(SO4)3의 철계 옥소산염이 가장 높은 작동전위를 나타낸 것으로 밝혀졌다. Na2Fe2(SO4)3 나트륨 전극의 작동전압이 가장 높았는데 이유는 PO43-보다도 이온성이 강한 SO42-가 Fe2+를 이온화시켰고 FeO6 8면체끼리 모서리를 공유하여 Fe-Fe사이의 정전반발을 증대시켰기 때문인 것으로 알려졌다. 향후 나트륨 이온전지는 높은 작동전위를 확보할 수 있어 에너지 밀도가 더욱더 높은 새로운 철계 정극재료 개발이 진행될 것이다.

 

○ 국내의 한정된 에너지 자원을 높은 효율로서 사용하기 위해서는 전력 스마트 시스템의 기술개발이 요구되고 있는 가운데 최근 축전지로서 리튬이온 전지가 널리 사용되고 있다. 현재 세계적으로 전지재료 개발에 나트륨, 철, 망간층상화합물 개발이 진행되는 가운데 기존의 값비싼 희소금속인 리튬이나 코발트 등을 수입에 의존할 것이 아니라 중소기업 전지개발 현장에서도 나트륨의 천연자원 활용을 위한 지속적인 연구개발과 기술개발지원이 필요할 것으로 사료된다.

저자

Kei KUBOTA, et. al,

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

49(11)

잡지명

セラミックス

과학기술
표준분류

재료

페이지

959~963

분석자

이*용

분석물

• 나트륨 이온 전지용 정극재료.pdf [362,140 byte]

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