인공지능, 사물인터넷 등 4차산업 혁명이 거세다. 인공지능과 로봇, 전기차 등 새로운 기술들이 대거 선보이는 가운데 배터리 분야 역시 꾸준히 주목받고 있다. 차세대 먹거리로 불리는 신기술들의 동력원으로 배터리의 중요성이 더욱 커지고 있기 때문이다. 

현재 활용도가 높은 배터리는 리튬이온전지다. 무게가 가볍고 고용량의 전지를 만드는데 유리해 휴대폰, 노트북, 디지털 카메라 등 휴대용 전자 기기에 많이 사용된다. 반복된 충전으로도 수명이 거의 줄지 않고 자가 방전으로 인한 전력 손실도 적어 전기자동차는 물론 전동용 공구, 전력저장용 장치 등 폭넓게 사용되고 있다. 

하지만 폭증하는 수요에 비해 매장량이 풍부하지 못해 자원고갈의 우려를 낳고 있기도 하다. 특히 칠레와 중국, 아르헨티나 등 일부 국가에 리튬 매장량의 대부분이 몰려 있어 담합의 위험이 상존하는데, 실제 리튬 가격이 큰 폭으로 상승 중이다. 시장조사기관인 아시안-메탈에 의하면 지난해 kg당 9달러였던 정제 리튬 가격이 올해 26달러까지 상승했다. 때문에 각국에서는 리튬폴리머, 리튬황, 리튬에어, 소듐이온(나트륨이온) 등 리튬 이온전지를 대체할 차세대 전지 연구에 힘을 쏟고 있다. 

그런 가운데 KBSI 전자현미경연구부 김희진 박사연구팀이 KAIST 공동연구팀과의 협력을 통해 전극소재의 결정구조를 제어해 소듐이온 이차전지의 성능을 개선할 수 있다는 연구결과를 발표해 주목을 받고 있다. 

흔히 나트륨으로도 불리는 소듐은 해수에서 무한정 확보할 수 있다는 장점이 있기 때문에 미래 대체 배터리 소재로 주목을 받아왔다. 하지만, 리튬보다 무거운데다 전압이 낮다는 결정적인 단점도 지적되어 왔다. 김 박사 연구팀은 이런 문제점에 주목해, 소듐이온 이차전지의 양극소재로 사용되는 파이로인산염(Na2CoP2O7) 기반 화합물에 인위적으로 결함을 일으키는 방식으로 구조변화를 일으켜, 소듐이온 이차전지의 작동전압을 크게 향상시키는데 성공했다.

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