DGIST 홍승태 교수팀, 차세대 ‘칼슘이온전지’ 상용화 청신호
DGIST 홍승태 교수팀, 차세대 ‘칼슘이온전지’ 상용화 청신호
  • 강나리
  • 승인 2020.11.24 21:50
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이차전지 성능 향상 소재 개발
리튬이온보다 용량 2배 더 커
DGIST홍승태교수-전부식박사과정생
DGIST 에너지공학전공 홍승태 교수(왼쪽)와 제1저자인 전부식 박사과정생. DGIST 제공

대구경북과학기술원(DGIST)은 에너지공학전공 홍승태 교수 연구팀이 차세대 이차전지로 각광받는 칼슘이온전지용 양극소재인 ‘NaV2(PO4)3’를 개발했다고 24일 밝혔다. 기존에 사용되는 리튬이온전지의 용량과 성능을 개선한 칼슘이온전지의 상용화가 앞당겨질 것으로 기대된다.

DGIST에 따르면 리튬이온전지는 모바일 기기나 전기차 등 다양한 분야에 적용되는 대표적인 이차전지지만, 구현 가능한 에너지 밀도가 한계에 근접한 상황이다. 핵심소재인 리튬, 코발트 등 매장지역이 한정적이어서 가격도 상승하고 있다.

리튬이온전지를 대체하기 위해 칼슘이온을 이용한 이차전지 연구가 주목받는다. 이차전지는 이온이 전자와 함께 양극과 음극을 이동하면서 충전과 방전이 일어난다. 이 때 이동하는 전자의 수와 양극소재의 특성에 따라 배터리 용량과 전압이 결정되는데, 리튬은 이온당 한 개의 전자가 같이 이동하지만 칼슘은 이온당 두 개의 전자가 이동 가능한 2가 양이온이다. 이에 따라 이론상 리튬이온전지보다 2배의 용량이 가능하며 더 높은 에너지밀도를 구현할 수 있다.

DGIST 홍승태 교수 연구팀은 칼슘이온의 특징을 고려해 높은 구조적 안정성을 가진 나시콘 구조(NASICON) 기반의 양극소재인 NaV2(PO4)3를 개발했다.

강나리기자

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