박운배 순천대 교수 연구팀, 칼슘 이온 배터리용 양극소재 개발

"리튬 이온 배터리보다 효율 높여"

(순천=뉴스1) 서순규 기자 = 전남 순천대학교는 첨단부품소재공학과 박운배 교수 연구팀이 사이클 특성이 매우 우수한 칼슘 이온 배터리용 양극소재 'Ti2O(PO4)2(H2O)' 개발에 성공했다고 28일 밝혔다.

'칼슘 이온 배터리'는 나트륨(Na), 칼륨(K), 마그네슘(Mg ) 등 새로운 소재를 이용해 현재 대세로 굳어진 '리튬 이온 배터리'보다 효율을 높인 '차세대 2차전지' 후보군으로 꼽힌다.

칼슘 원소는 경제성이 높은 소재로, 이를 이용한 '칼슘 이온 배터리'는 칼슘 이온 당 2 개의 전자가 이동해서, 하나의 전자만 이동하는 리튬 이온 배터리보다 이론적으로 2배의 저장 용량을 확보할 수 있다.

이로 인해 같은 조건의 리튬 이온 배터리보다 더 높은 에너지밀도를 구현할 수 있다는 장점이 있어 차세대 2차전지로 학계에서 연구가 활발히 진행돼 왔다.

하지만, 칼슘 이온 배터리는 리튬 이온보다 큰 이온 크기와 높은 산화수로 인해 충‧방전 후 결정 구조의 변형이 발생해 사이클 특성이 좋지 않은 단점을 가지고 있다.

박운배 교수 연구팀은 이같은 문제를 개선, 충‧방전 중에도 칼슘 이온 결정 구조가 안정적으로 유지되는 양극소재를 개발했다.

연구팀은 해당 연구 결과를 에너지소재 분야의 세계적인 학술지 'Energy Storage Materials Journal' 온라인판에 최근 게재했다.

박운배 교수는 "기존의 리튬전지에만 집중되어 있는 미래 배터리 소재의 지평을 넓힌다는 차원에서 이번 연구가 더욱 값지다"고 말했다.

sk@news1.kr

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