College Of Engineering
서울공대 이야기
서울대 재료공학부 강기석 교수팀,
차세대 나트륨이온전지용 고출력 흑연 음극재 개발
- 이온-용매 공동삽입 메커니즘으로 저비용, 환경친화적, 고에너지 흑연 음극재 개발


 ▲서울대 재료공학부 강기석 교수(좌), Zhenglong Xu 박사(우)
 
서울대 공대(학장 차국헌)는 재료공학부 강기석 교수팀이 값싼 흑연을 이용해 차세대 나트륨이온전지용 고출력 음극재 개발에 성공했다고 1일 밝혔다. 이번에 개발된 전지는 현재까지 보고된 나트륨 전지 중 가장 높은 출력 밀도를 나타낸다.
 
지구상에 풍부한 나트륨을 이용하는 나트륨이온전지는 리튬이온전지를 대체할 차세대 에너지 저장 기술로 각광받고 있다. 이에 연구팀은 값싼 흑연을 이용하면서도 빠른 충전/방전 속도를 구현할 수 있는 흑연 음극재를 적용한 나트륨이온전지 기술을 제안했다.
 
연구팀은 먼저 기존에 나트륨 이온이 단독으로 흑연 층간에 삽입되는 반응이 열역학적으로 불안정하다는 한계를 돌파했다. 나트륨 이온이 이온-용매 공동 삽입 메커니즘을 통해 흑연 층간에 삽입될 수 있음을 입증했다.
 
또한 공동 삽입 반응의 전압을 최대 0.38V까지 조절함으로써 흑연 기반 나트륨이온전지의 에너지밀도를 극대화했다. 그 결과 연구팀이 개발한 신규 전지는 3,863 W kg-1라는 매우 높은 파워밀도를 지녔으며, 1000회 이상 반복된 충전/방전에도 사이클 당 0.007%의 미미한 용량 감소만을 보여, 현재까지 보고된 나트륨이온전지 중 가장 좋은 성능을 나타냈다.
 
강기석 교수는 “흑연 전극을 이용한 나트륨이온전지를 개발하며 유기물 소재인 유기 용매가 탄소 내 삽입되는 흥미롭고도 중요한 현상을 발견했다”며, “이를 활용한 공동 삽입 메커니즘이 나트륨이온전지 개발의 새 방향을 제시할 것”이라고 강조했다.
 
이번 연구결과는 세계적인 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 6월 13일자로 온라인 게재됐으며, 저널의 하이라이트(Editors’ Highlights) 페이지에 우수 연구 성과로 소개됐다.
 
한편 이 연구는 한국연구재단 미래소재디스커버리 사업(탄소유기체에너지소재 연구단)의 지원으로 수행됐다.
 
▲ 흑연 층간 이온-용매 공동삽입 메커니즘 모식도).
번호 제목 글쓴이 날짜 조회 수
» 서울대 재료공학부 강기석 교수팀, 차세대 나트륨이온전지용 고출력 흑연 음극재 개발 hands 2019.07.16 795
1444 서울대 공동 연구팀, 이온 신호 체계에서 발생하는 증폭 메커니즘 규명 hands 2019.07.16 670
1443 서울대 유민구 박사, 한국물리학회 플라즈마물리학 신진과학자상 수상 hands 2019.07.02 727
1442 서울대 이병호 교수팀, 눈의 피로감 없는 3차원 디스플레이 기술 개발 hands 2019.07.02 759
1441 서울대 공대생들 ICASP13 국제학술대회 학생우수논문상 수상 hands 2019.07.02 801
1440 서울대 전기정보공학부 한승용 교수팀, 미국 국립고자기장연구소와 공동으로 직류 자기장 세계 최고 기록 달성 hands 2019.07.02 750
1439 서울대 공대-의대 학제간 융합연구 2019년 과제 선정식 및 2018년도 과제 결과 발표회 개최 hands 2019.07.02 666
1438 서울대 공대, SIGMOD, ICML 등 세계적인 국제 학회에 논문 8편 게재 hands 2019.07.02 565
1437 서울대-포스텍 공동연구팀, 해조류 기반의 친환경 바이오연료 생산 기술 개발 hands 2019.07.02 568
1436 서울대 이경수 교수, 제26회 ESV 미 정부 자동차 안전 기술상 수상 hands 2019.07.02 547
1435 서울대 이재욱·전병곤 교수, USENIX ATC 2019에 논문 게재 hands 2019.07.02 553
1434 서울대 서상우 교수, 2019 APEC 혁신연구교육과학상(ASPIRE) 한국 대표로 선발 hands 2019.07.02 660
1433 윤병동 교수의 창립 회사 원프레딕트, 산업정보 예측 소프트웨어 '가디원' 출시 소식 및 소개 영상 hands 2019.07.02 535
1432 서울대 공대 정은혜 교수, 한국자원공학회 젊은공학자상 수상 hands 2019.07.02 546
1431 서울대 공대, 벨기에 루벤대학교 간 학술교류 및 학생교환 연장 협정 hands 2019.05.23 696
1430 서울대-동경대 공대 단기집중강의 프로그램 성공적 첫 도약 hands 2019.05.23 843
1429 [서울경제] 윤병동 교수, [科技 골든타임놓치면 하청국가 된다] "교수 업적평가에 '창업 요인' 넣어야 학교도 살고 벤처도 산다 hands 2019.05.23 579
1428 '산업데이터'에 미래의 답 있다 hands 2019.05.23 599
1427 버려지는 에너지 모아주는 효율 22배로 높이는 물질 개발 hands 2019.05.23 600
1426 中企 여건에 맞는 '맞춤 스마트팩토리' 도입해야 hands 2019.05.23 600
Login
College of Engineering Seoul National University
XE Login