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| 나트륨 이차전지용 초미세 주석 황화물 전극 소재의 전기화학 반응 모식도 및 전지 구동 그래프.(사진제공=한국연구재단) |
한국연구재단은 김도경 한국과학기술원 교수 연구팀이 나트륨 이차전지의 음극 소재에 사용할 수 있는 주석 황화물 나노 복합체를 개발했다고 26일 밝혔다.
연구팀은 친환경·저비용의 수열합성법을 이용해 주석 황화물-그래핀 화합물을 합성, 탄소화 열처리를 통해 2nm(나노미터, 1nm=10억분의 1m) 크기의 주석 황화물 나노 복합체를 개발했다.
이 주석 황화물 나노 복합체는 초미세 나노 입자와 탄소로 열처리된 그래핀 산화물의 복합 효과로 인해 전극의 높은 초기 용량(1230mAh/g)과 우수한 속도를 보였으며 충·방전 시 부피 팽창으로 인한 수명 감퇴를 효과적으로 막아주는 안정성을 제공했다.
또 주석 황화물 나노 복합체를 나트륨 이차전지에 삽입해 구동한 결과 기존 주석 황화물 전극의 이론용량에 준하는 높은 방전용량을 기록해 고속 충·방전 시에도 높은 용량을 유지하는 우수한 율속 특성을 보였다.
김 교수는 "이번 연구는 나트륨 이차전지 음극 소재를 개발할 수 있는 밑거름을 마련했다"며 "현재 이차전지 성능을 획기적으로 개선, 경제성 확보를 통해 실용화도 진행할 수 있을 것으로 기대한다"고 말했다.
한편 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 기초연구지원사업, 과학기술정보통신부·한국과학기술단체총연합회 해외고급과학자초빙사업 등의 지원으로 수행, 재료과학 분야 국제학술지 스몰(Small)에 지난 11월 24일 자로 게재된 바 있다.
