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나트륨이온 이차전지용 전극재료의 개발

전문가 제언: ○ 리튬이온 2차전지는 에너지밀도가 높은 것이 장점이다. 그러나 주재료로 사용하는 리튬은 희소성이 있는 물질이므로, 수요량이 늘수록 가격이 지속적으로 상승할 수밖에 없다. 앞으로 대용량 축전지로 확대 사용하려면, 제조비용도 대폭 줄여야 한다. 이 같은 이유로 주목받는 물질이 나트륨이다. 나트륨은 지구상에서 여섯 번째로 많아 리튬보다 가격이 훨씬 저렴하고 용이하게 구입할 수 있다.

○ 나트륨이온 2차전지가 실용화되면, 대형 에너지저장시스템 뿐만 아니라 리튬이온 전지를 대체할 수 있다. 또 리튬이온전지 대비 90%까지 원가를 낮출 수 있을 것으로 예측한다. 그러나 나트륨은 화학적으로 활성이 커서 물과 격렬하게 반응하고 수소를 발생시킨다. 또 공기 중의 산소와 쉽게 결합하기 때문에 취급할 때 세심한 주의가 필요한 물질이다.

○ 나트륨 화합물은 리튬 화합물에 비해서 원료 가격도 저렴하지만, 그 종류도 훨씬 다양하다. 본 문헌은 나트륨 화합물로 만든 새로운 전극 활물질을 합성하고 전기화학적인 특성을 검토한 자료이다. 특히 문헌의 저자가 모두 일본 토요타자동차(주)의 전지 연구원들이므로, 전지개발과 직결되는 내용을 담은 보고서이다. 따라서 나트륨이온 2차전지를 연구하는데 좋은 참고자료가 될 것으로 생각한다.

○ 한국을 포함한 미국, 유럽, 일본, 중국 등, 세계 각국은 2차전지의 개발에 집중적으로 연구개발에 투자하고 있다. 이것은 현재 뿐 만 아니라 미래의 산업 전반에 미치는 파급효과가 매우 크기 때문이다. 우리나라는 휴대폰용 소형 배터리를 가장 많이 생산하는 나라이므로, 대형 2차전지의 개발을 게을리 할 수 없다.

○ 특허청과 한국지식재산전략원이 발간한 ‘2014 국가 특허전략 청사진 보고서’에 따르면 나트륨이온 2차전지 기술을 미래 유망기술로 선정했다. 그러나 리튬이온 전지가 산업계, 학계, 또는 전문 연구기관 등에서 광범위하게 연구되고 있는 것에 비하면, 나트륨이온 전지는 아직 초보단계라 할 수 있다. 더 많은 관심과 노력이 필요하다.

저자: Hideki Nakayama, et al.
자료유형: 니즈학술정보