한국해양대학교(총장 도덕희)는 강준 기관공학부 교수가 나트륨 이온전지 음극재료 연구성과로 재료분야 권위지 ‘Carbon’(Impact Factor 8.8) 표지논문에 선정되었다고 30일 밝혔다.

‘Carbon’의 프론트 표지로 선정된 논문은 그래핀이나 차세대 물질을 전혀 사용하지 않고 저가의 탄소재료만으로도 리튬이온전지를 능가하는 압도적 성능의 나트륨 이온전지용 음극소재 개발에 성공한 연구결과이다. 지난 19일 온라인에 실렸으며, 오는 10월 커버 이미지와 함께 정식 출판될 예정이다.

강준 교수 연구팀이 개발한 소재는 초고속으로 충전이 가능하고 대출력용으로 사용하여도 상당한 사용시간을 보증할 수 있게 되었다. 또 첫 사이클 쿨롱효율(전기량을 근거로 한 배터리의 효율)이 80% 이상을 달성함으로써 상용화 기준도 만족할 수 있게 되었다.

이 소재는 100A/g의 높은 방전전류에도 100mAh/g의 가역용량을 달성하고, 100A/g 전류로 충·방전을 반복하여도 4만 사이클 이상의 안정적인 슈퍼 사이클 수명을 갖는다. 현재 초고속 충전기의 충전 전류가 모바일은 2~5A, 테슬라 슈퍼 충전기의 경우 20~35A이다.

전기차 충전기보다 큰 대용량 전류(100A/g)로 4만번 이상 방전·충전해도 성능이 떨어지지 않는다는 것이다. 일반적으로 리튬이온전지가 높은 방전 전류에서 사용할 경우 배터리 사용시간이 줄고 배터리 수명도 단축되는 문제가 있는 반면, 개발된 소재는 대출력으로 사용하여도 오랜 사용시간과 획기적인 수명을 보장하게 된 것이다.

강준 교수는 “전기자동차나 선박 등 대출력 전기가 필요한 설비에 매우 유용할 것으로 보인다”면서 “기술이전을 통해 기업에서 상용화하는 방법을 계획하고 있다”고 밝혔다.

강준 교수는 이미 지난 2018년 나노분야 권위지인 ‘Small’(Impact Factor 9.6), 2019년 재료화학분야 권위지인 ‘Journal of Materials Chemistry A’(Impact Factor 10.73)에 이어 올해 재료분야 권위지인 ‘Carbon’(Impact Factor 8.8) 표지를 장식함으로써 3년 연속 표지논문에 선정이 되었으며, 이차전지 음극재 관련한 우수한 연구성과를 지속적으로 발표 중에 있다. 이현정 기자 okey4@kookje.co.kr

한국해양대학교 강준 기관공학부 교수