광주과학기술원(GIST)은 저비용으로 값비싼 리튬 이온배터리를 대체할 수 있는 나트륨 이온배터리를 개발했다고 18일 발표했다.
엄광섭 신소재공학부 교수(사진) 연구팀은 많은 에너지를 저장할 수 있지만 저항이 커 상용화가 어려웠던 불화인산바나듐나트륨 양극재와 주석 인화물 음극재를 사용하는 나트륨 이온배터리를 개발해 기존 리튬 이온배터리와 동일한 무게에 같은 성능을 구현하는데 성공했다.
엄 교수는 "리튬 이온배터리의 주 재료인 리튬은 희귀 금속으로 가격 변동 등이 심해 전기자동차나 스마트 그리드 같은 초대형 에너지 저장 장치에 적합하지 않다"며 "흔히 구할 수 있는 나트륨을 활용해 배터리 상용화에서 가장 중요한 전극 두께를 증가시킬 수 있는 기술을 확보했다"고 설명했다.
연구팀은 불화인산바나듐나트륨 양극재의 크기를 수백 나노미터로 제어하면서도 높은 전도성을 갖는 그래핀 표면에 균일하게 분포시켜 기존에 사용하던 전극의 두께보다 5~10배 높은 두께에서도 성능저하가 거의 없는 양극을 실현했다.GIST 관계자는 "고용량 및 저가의 나트륨 이온 배터리를 개발할 수 있는 배터리 설계 및 재료 설계 방법을 확립했다"며 "여러 형태의 나트륨 이온 배터리를 상용화 한다면 소재의 해외 의존도를 낮추고 경제성 확보도 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.