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소튬이온배터리
관리자 2017-12-24 25972
“리튬 2차전지보다 성능 월등한 소듐이온배터리 2020년 상용화”

한국과학기자협회

공식


CNRS 연구진을 주축으로 구성된 소듐이온배터리 스타트업 '티아맛'이 설계한 소듐이온배터리 프로토타입. CNRS 제공.

휴대전화나 전기차 등에 주로 사용되는 2 차 전지는 리튬이온 배터리다 . 사실상 2 차전지 시장을 주도하고 있는 리튬이온 배터리는 충전율이나 수명 , 생산 비용 등에서 한계가 있다 . 이와는 달리 소듐이온 배터리는 풍력이나 태양광 같은 신재생에너지를 대량으로 저장할 수도 있어 전기차 배터리로도 주목받고 있다 .
 
프랑스 국립과학원 (CNRS) 의 지원을 받은 프랑스 전기화학에너지 저장 네트워크 (RS2E2)’ 로부터 나온 스타트업인 티아맛 (Tiamat)’ 2 년 전 소듐 이온 배터리의 첫 프로토타입을 공개한 뒤 소듐 이온 배터리를 설계 , 걔발 및 생산하기 위해 설립됐다 . 티아맛은 현재 수십 개의 프로토타입 버전을 보유하고 있으며 2020 년 대량 생산 상용화를 기대하고 있다 .
 
주로 CNRS 연구진과 프랑스 주요 대학 연구진으로 이뤄진 RS2E 의 연구자들은 2015 11 월 첫 번째 소듐이온 배터리 프로토타입을 개발 , 설계했다 . 첫 프로토타입은 ‘18650’ 포맷으로 설계됐는데 , 이는 리튬이온 배터리 산업에서 폭넓게 활용되는 포맷이다 . 같은 포맷으로 만들어졌지만 소듐 기반 배터리는 수명이나 충전 , 방전율에서 리튬 이온 배터리보다 월등한 성능을 보였다 .
 
특히 소듐 이온 배터리에 사용되는 소듐은 리튬보다 훨씬 싸고 지구상에 널리 분포돼 있다 . 지구 지각의 2.6% 가 소듐으로 구성돼 있는 반면 리튬은 0.06% 에 불과하다 . 게다가 소듐은 염화나트륨의 형태로 지구상의 어느 곳 , 특히 바닷물에서 발견되지만 리튬 생산지는 극히 제한적이다 . 아르헨티나와 칠레 , 볼리비아 등 지역에서 세계에서 생산되는 리튬의 3 분의 2 가 나온다 .
 
소듐 이온 배터리 대량생산을 추진하고 있는 스타트업 티아맛의 목표는 이미 모바일 전자기기 시장에서 널리 활용되고 있는 리튬이온 배터리를 폐기하는 것은 아니다 . 2 차전지의 용량과 수명의 지속성에서 차별화를 시도하는 것이다 . 같은 지속 사용 조건에서 소듐 이온 배터리는 리튬 이온 배터리 (3~4 ) 에 비해 수명이 10 년 이상일 것으로 예상된다 . 또 충전과 재충전 시간도 리튬 이온 배터리에 비해 10 배나 빠르게 설계한다는 계획이다 .
 
이같은 성능은 지속적으로 전기를 생산하지 않는 신재생에너지의 대용량 저장 및 전기차용 모바일 저장장치 , 충전이 가능한 버스 등 아직 개발되지 않았거나 기술 개발의 여지가 큰 분야에서 활용될 가능성이 높다 . 티아맛은 우선 단기 재충전이 요구되고 사용자에게 서비스 연속성이 필요한 렌터카 부문에 소듐 이온 배터리 기술이 유망할 것으로 보고 있다 . 소듐 이온 배터리 기술로 몇 분 안에 재충전할 수 있는 전기차가 상용화될 것으로 기대하고 있다 .

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