세종대 조창흠 학생, 뼈 소재 모방한 이차전지용 양극소재 개발

세종대학교(총장 신 구)는 명승택 나노신소재공학과 교수 연구팀의 조창흠(나노신소재공학과·사진) 학생이 인체의 뼈를 모방한 소재(NaCaPO4)를 나트륨이차전지 전극소재에 적용해 기존의 단점을 개선한 양극소재를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구는 에너지 분야 국제학술지인 '어드밴스드 에너지 머티리얼즈'(Advanced Energy Material)에 지난달 게재됐다.

조창흠 학생은 성능은 좋지만 단점이 극명해 사용하기 어려운 재료인 나트륨이차전지 전극소재를 인체 뼈 재료를 모방, 표면에 코팅을 해 성능을 개선했다. 단단하고 이온 전달에 유용한 인체의 뼈 소재를 양극소재 표면에 적용해 층상구조(P2) 소재가 갖는 기존의 효율 저하 문제를 해결한 것이다.

특히 고용량 층상구조 소재는 초기에 주목을 받았지만 구조적 불안정성에 따른 효율 문제로 나트륨이차전지용 양극소재에 적용하는 데 한계가 있었다. 그러나 이 연구는 에탄올에 뼈 소재 원료와 층상구조 양극소재를 섞어 80℃의 온도에서 증발시키고, 이후 열처리 과정을 통해 양극소재 표면에 뼈 소재 원료를 치밀하게 부착하는 방법으로 나트륨이차전지의 전기화학적 성능을 약 40% 향상했다. 이번 연구로 차세대 이차전지 중 하나인 나트륨이차전지의 상용화 가능성을 높여줄 것으로 기대된다.이규화 선임기자 david@dt.co.kr