“단 몇초만에 충전 끝”… KAIST 소듐전지 개발

KAIST, 출력 성능 개선 성공

금속-유기 골격체에서 기인한 이종 원소가 도핑된 다공성 탄소 구조체 기반의 음극(FS/C/G)과 양극(ZDPC) 재료의 합성 과정 모식도. KAIST 제공

[충청투데이 강승구 기자] 국내 연구진이 우수한 성능의 급속 충전이 가능한 고에너지·고출력 하이브리드 소듐 이온 전지를 개발했다.

KAIST는 신소재공학과 강정구 교수 연구팀이 기존 리튬이온(Li+) 시스템을 대체할 수 있는 소듐이온(Na+) 저장 특성을 극대화한 배터리용 음극과 축전기용 양극을 결합해 높은 저장 용량 및 빠른 충전 가능한 차세대 에너지 저장 장치 개발했다고 11일 밝혔다.

연구팀은 두 가지 서로 다른 금속-유기 골격체를 활용해 하이브리드 전지에 최적화된 전극 소재의 합성법을 제시했다.

우선 금속-유기 골격체에서 기인한 다공성 탄소 소재에 미세한 활물질을 함유해 속도 특성이 향상된 음극 소재를 개발했다.

고용량 양극 소재를 합성한 뒤 조합해 양극 간의 에너지 저장 속도 특성의 차이를 최소화하면서도 용량 균형을 최적화한 소듐 이온 에너지 저장 시스템을 만들었다.

연구팀은 개발된 음극과 양극을 완전셀로 구성해 고성능 하이브리드 소듐이온 에너지 저장 소자를 구현했다.

관계자는 수 초에서 수 분 만에 급속 충전이 가능해 전기 자동차, 스마트 전자기기, 항공 장치 등에 적용할 수 있을 것으로 예상된다고 설명했다.

강승구 기자 [e-mail]