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2차 전지 대세 바뀔까?···뉴페이스 ‘나트륨 이온전지’리튬 대안으로 등장한 나트륨 전지 기술개발단계
   
▲ 출처=픽사베이

2차 전지 시장에 뉴페이스가 등장해 지각 변동이 예상된다. 뉴페이스는 다름 아닌 ‘나트륨 이온 전지’. 나트륨은 지구상 6번째로 많은 원소로 자원 고갈의 우려가 적고 리튬보다 가격도 훨씬 저렴하다. 하지만 아직 기술 개발 단계인 만큼 결과를 좀 더 지켜봐야 한다는 분석도 있다.

배터리 산업은 꾸준히 성장하고 있었다. 특히 한 번 쓰고 버리는 1차 전지보다 충전해서 쓰는 배터리인 ‘2차 전지’가 그렇다. LG경제연구소는 세계 2차 전지 시장은 2020년 1193억 달러(약 139조3800억 원) 규모로 커질 것으로 전망하고 있다. 전기차 시대가 본격적으로 도래하면 전기차 안에 들어가는 2차 전지 시장 역시 크게 성장할 것이기 때문이다.

   
▲ 노트북 리튬 이온 전지. 출처=위키미디어

현재 2차 전지 대세는 리튬 이온 전지다. 이에 따라 주 원료인 리튬(Li) 가격도 급증하고 있다. 1년 전 1t당 900만원에 거래되던 것이 현재 3000만 원으로 3배 이상 올랐다. 하얀 석유라 불리는 리튬의 저력을 보여준 대목이다. 미국 투자은행 골드만삭스는 지난해 발간한 보고서를 통해 ‘리튬은 새로운 석유’라 칭한 바 있다. 

업계 관계자들은 리튬이 워낙 비싸지고 있어서 이를 대체할 차세대 전지의 필요성을 제기하고 있다. 이런 상황에서 한국 뿐 아니라 중국, 일본 등 세계 각국에서 나트륨이온 배터리 개발에 열을 올리고 있다.

대표적인 사례로 지난 13일 울산과학기술대학교, 서울대학교 공동연구팀이 발표한 ‘고성능 나트륨 이온 전고체전지’가 있다.

연구에 참여한 정윤석 교수는 “최근 나트륨 이온을 활용한 이차전지는 리튬 이온 전지에 비해 가격 경쟁력에서 앞설 수 있는 차세대 전지로 주목받고 있다”고 설명했다.

연구팀이 만든 전고체전지는 기존의 이차전지와 달리 유기계 액체전해질을 사용하지 않는다. 때문에 고온에서도 안정적이며 화재나 폭발 위험이 없는 ‘꿈의 전지’로 여겨진다고 관계자는 설명했다. 이 연구 결과는 화학분야 국제학술지 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’ 7월 5일 자 온라인판에 소개됐다.

사실 나트륨 이온 전지 상용화 가능성을 처음 보여준 곳은 프랑스 국립과학연구소(CNRS) 공동 연구진이었다. 프랑스연구팀은 작년 12월, AA 배터리 크기의 나트륨 이온 배터리 프로토타입을 공개했다. 프랑스 연구팀은 나트륨이온 배터리의 에너지 밀도는 90W/kg으로 초기 리튬이온 배터리 수준이지만, 기존 리튬이온 배터리보다 더 오래 사용할 수 있다고 설명했다.

나트륨 이온 전지에 대한 연구는 한국, 프랑스뿐 아니라 세계 각국에서 이뤄지는 상황이다. 아직 나트륨 이온전지 기술이 리튬 이온 전지를 대체할 것이라 단언할 순 없다. 나트륨 이온 전지가 상용화되어 2차 전지 시장을 이끌게 되면 얘기가 달라질 것이다. 귀추가 주목된다.

조수연 기자  |  jsy@econovill.com  |  승인 2016.07.28  07:17:08
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