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2015년 12월 6일 일요일

18650 규격으로 등장한 나트륨 이온 배터리


(Photo: V. GUILLY/CEA)


 나트륨은 현재 배터리의 소재로 널리 사용되는 리튬과 비슷한 화학적 특징을 가지고 있습니다. 물론 배터리의 소재로는 리튬이 더 좋지만, 나트륨은 리튬과는 비교할 수 없을 만큼 지구상에 흔한 물질로 만약 이를 이용한 배터리가 가능하다면 단가가 매우 저렴해질 가능성이 있어 일찍부터 리튬의 대체 소재로 주목을 받았습니다. 문제는 현재 성능면에서 리튬 이온 배터리를 따라갈수 없다는 것이죠. 하지만 연구는 계속되고 있습니다. 




 나트륨 이온 배터리가 리튬 이온 배터리 대비 에너지 저장 밀도가 조금 낮더라도 가격만 저렴하다면 대용량의 에너지를 저장해야 하는 전기 자동차나 에너지 저장 시스템(ESS) 등 여러 분야에서 이용이 가능합니다. 


 프랑스 국립학술원(CNRS)와 프랑스 내 다른 연구 가관의 과학자들은 최초로 나트륨 이온 배터리를 사용한 18650 규격의 배터리를 선보였습니다. 지름 18mm에 길이 65mm의 이 배터리 규격은 산업용 배터리 규격으로 널리 사용되고 있습니다. 


 연구팀이 만든 배터리는 소재를 밝힐 수 없는 음극과 여러 층으로 된 나트륨-티타늄-산소(Na2Ti3O7) 화합물을 사용하고 있습니다. 에너지 저장 밀도는 90Wh/kg 정도로 초기 리튬 이온 배터리와 비슷한 수준이라고 하네요. 


 하지만 아직 실용화를 위해서는 여러 가지 문제가 남아있습니다. 연구팀에 의하면 나트륨 이온 배터리는 충전시 효율이 낮으며 앞으로 이 문제를 개선하기 위해 더 연구가 필요합니다.


 아무튼 최근 배터리의 수요가 크게 증가하는 만큼 결국 배터리 기술은 계속 발전할 수밖에 없습니다. 연간 5-10%만 효율이 증가할 수 있다면 10년, 20년 후에는 현재는 드물게 만날 수 있는 전기 자동차가 도로에 흔해질 것입니다. 


 참고 






   

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