[파이낸셜뉴스] 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 이현욱·정성균 교수팀과 한국과학기술원(KAIST) 서동화 교수팀은 망간이나 코발트로 나트륨 이차전지의 고체전해질을 개발했다. 26일 연구진에 따르면, 망간이 들어간 고체전해질을 전고체 나트륨 전지에 적용해 30도에서 80번 이상 충방전을 해도 95.1%의 성능을 유지했다. 또한 이온전도도가 910mS/㎝를 기록해 전기를 잘 전달할 수 있다는 것을 밝혀냈다. 이는 지금까지 연구개발에 쓰였던 황화물이나 산화물, 할라이드계 금속을 쓰지 않고도 프러시안 계열의 친환경적 금속 사용이 가능하다는 것을 보여주고 있다. 제 1저자인 UNIST 안상혁 연구원은 "기존 고체 전해질의 비싼 가격과 환경 문제에 대한 고질적 문제를 해결할 수 있었다"며 "앞으로 전고체 전지 상용화를 앞당길 수 있을 것"이라고 말했다. 황화물과 산화물, 할라이드계 금속을 사용하면 유해가스나 나오거나 고온으로 제작해야 하는 문제점이 있다. 또한 대부분의 재료값이 비싸다. 반면 18세기부터 청색 염료 물질 쓰이는 친환경 물질 '프러시안계 물질(PBAs)'은 이온이 이동할 수 있는 넓은 이온 전도 채널을 가지며 쉽게 합성 가능하다. 구조적으로 안정하고 값 또한 싸다. 이런 장점과 더불어 전이 금속에 따라 그 특성까지 달라져 많은 주목을 받고 있다. 연구진은 프러시안계 물질(PBAs)을 주목했다. 프러시안계 물질의 고유 특성이 이온 전도도를 높일 수 있다고 판단했다. 전이 금속의 종류를 변경하면서 이온 전도의 변화 추이를 관찰한 결과, 전이 금속의 크기에 따라 이온 채널의 크기가 달라지는 것을 알아냈다. 큰 이온 채널을 가진 물질은 높은 이온 전도성을 보이는 것이다. 이를 통해 연구진은 프러시안계 물질 중 망간으로 전고체 나트륨 이차전지에 들어갈 고체전해질을 만들었다. 이 이차전지는 상온에서도 0.1mS/㎝ 급의 나트륨 이온전도도를 보였다. 즉 가능성을 입증한 것이다. 제 1저자 김태원 연구원은 "친환경 물질인 프러시안 블루계 물질을 고체 전해질로 적용했다"며 "앞으로 고체 전해질의 새로운 시각을 제시한 연구"라고 말했다. 또한 이현욱 교수는 "기존 황화물, 산화물, 할라이드계 고체전해질에 제한된 연구분야가 새로운 소재 발견으로 가능성이 확대되기 바란다"고 말했다. 한편, 연구진은 이번 연구 결과를 에너지·재료 분야 국제학술지 '앙게반떼 케미(Angewandte Chemie international edition)'에 발표했다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국에너지기술연구원 최성훈 박사팀이 원자재 가격이 고공행진하는 리튬이온 전지를 대체할 나트륨이온 전지 소재를 새로 개발했다. 아직 안정성과 출력이 낮은 나트륨 전지를 내부 소재만 새로운 것으로 바꿔 수명과 출력을 획기적으로 향상시켰다. 18일 에너지기술연구원에 따르면, 양극 바인더를 나트륨 폴리아크릴레이트로 개발해 고전압에서도 내부가 붕괴되지 않고 성능이 일정하게 유지됐다. 특히 6분동안 완전한 충전과 방전을 반복하는 가혹한 테스트에서도 기존에 개발된 나트륨 전지보다 높은 용량을 유지했다. 최성훈 박사는 "이번에 개발한 바인더는 향후 나트륨 이온 전지 뿐만아니라 다양한 고전압 기반 양극 바인더를 설계함에 있어 큰 기여가 가능할 것"이라고 말했다. 배터리 전극은 활물질과 도전재, 바인더로 이뤄져있다. 이 전극을 감싸는 얇은 구리 막인 집전체에 달라붙게 하는게 바인더다. 연구진이 개발한 나트륨폴리아크릴레이트 바인더로 만든 나트륨 이온 전지는 12분간 매우 빠른 충·방전 조건에서도 2000사이클까지 70%의 높은 용량을 유지했다. 또한 2분 만에 충전하고 2분만에 방전시키는 테스트에서도 기존에 개발된 바인더를 쓴 전지보다 약 5배 이상의 높은 용량을 나타냈다. 기존의 나트륨 전지의 양극재로 개발된 불화인산바나듐나트륨은 4V 이상의 고전압에서는 전해질과 부작용이 일어난다. 이때 사용하는 기존의 바인더는 불안정한 고체전해질 피막을 형성ㅇ해 양극 표면을 효과적으로 보호해주지 못한다. 결국 양극의 구조가 붕괴되면서 성능이 떨어지게 된다. 연구진은 바인더를 나트륨폴리아크릴레이트로 만들어 전극 구조를 붕괴시키는 플루오린화수소가 생성되는 것을 막았다. 이로인해 전지의 수명과 출력을 향상시킬 수 있었다. 한편, 국제에너지기구에 따르면 2030년까지 전기차용 리튬 수요가 최소 8~17배까지 늘어날 전망이다. 가격 또한 최소 2.5~5배 가량 상승할 것으로 예상된다. 이런 환경에서 지구상에 6번째로 많은 나트륨은 리튬보다 440배 풍부하고 가격도 80분의 1정도로 저렴하다.  monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 한국기초과학지원연구원(KBSI) 서울서부센터 조지웅 박사팀이 고려대 신소재공학과 김영근·강용묵 교수팀과 함께 나트륨 전지의 충방전 용량을 2배 키울 수 있는 음극 소재를 개발했다. 연구진이 개발한 음극 소재는 경제성이 높은 '수산화철'과 뿔테안경이나 섬유 원료로 쓰이는 '아세테이트'를 결합해 만든 것으로, 유기물과 무기물을 혼합한 하이브리드 소재다. 이를 통해 용량을 100% 이상 늘렸을 뿐만아니라 효율도 30% 이상 향상시켰다. KBSI 측은 "이론용량과 가격 등의 한계가 존재하는 리튬이온전지를 대체할 새로운 이차전지 개발의 필요성이 요구되는 가운데, 이번 소재 개발로 고용량·저비용 나트륨 이온 전지의 상용화에 가속도가 붙을 것"이라고 전망했다. 학계에서는 차세대 나트륨 전지의 전극 소재로 경제성이 높은 수산화철이 각광받고 있다. 그러나, 수산화철은 원자 반경이 큰 나트륨 이온의 특성상 화학반응과 전환반응 과정에서 일어나는 철이온의 급격한 산화와 결정구조의 불안정이 존재한다. 이때문에 전지를 사용한 뒤 다시 충전하는 과정에서 전지를 원상태로 되돌리지 못해 이론용량보다 실제용량이 떨어지게 된다. 연구진은 전지를 충전할때 원래의 충전용량으로 되돌리기 위해 수산화철과 아세테이트를 섞어 음극 소재를 만들었다. 여기에는 자연상태에서 생물학적인 철의 산화와 환원 반응을 모방한 것이다. 강용묵 교수는 "유기물의 반응을 결합시켜 전환 반응을 원상태로 되돌릴 수 있도록 만드는 시도는 향후 고에너지 밀도의 전극 소재를 개발하는 데 있어, 새로운 접근방법을 제시한 것"이라고 말했다. 연구진은 음극소재를 만들때 수산화철과 아세테이트를 층상구조방식으로 결합시켰다. 층층이 쌓인 형태의 구조는 층간 간격을 더 크게 확보해 리튬보다 원자 반경이 큰 나트륨 원자가 떨어져 나가거나 다시 들어오는 것을 쉽게 만든다. 즉 충방전이 잘 이뤄지게 만든 것이다. 결과적으로, 계속해서 방전과 충전을 거듭하는 동안에 아세테이트와 수산화철의 산화-환원 결합으로 인해 만들어진 탄산염은 나트륨 이온의 저장을 위한 안정적이고 가역적인 중심 창구 역할을 하게 된다. 연구진은 이를 통해 상용화가 가능한 수준의 고용량, 저비용 나트륨 전지 개발은 물론, 현재 사용하고 있는 리튬이온전지의 성능도 향상시킬 수 있는 소재 개발도 가능할 것으로 보고 있다. 조지웅 박사는 "이번 연구는 자연에 존재하는 화학 반응을 모방해, 이차전지 전극소재 개발에 적용한 매우 의미있는 결과"라고 말했다. 한편, 연구진은 이번 음극소재 개발 결과를 재료과학분야 세계적 권위 학술지인 '재료화학 A 저널(Journal of Materials Chemistry A)'에 최근 발표했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 연세대 화공생명공학과 정윤석 교수팀이 나트륨 전고체전지용 고체전해질을 알루미늄으로 만들었다. 연구진이 만든 3V급 전고체전지는 500번 이상 충전과 방전을 거듭해도 전지용량이 80% 이상 유지하면서 안정적으로 작동했다. 정윤석 교수는 26일 "안전하고 저렴한 에너지 저장 장치(ESS)용 전지 기술 개발에 중요한 전환점이 될 것"이라고 말했다. 현재 널리 사용되고 있는 리튬이온전지는 유기계 액체전해질을 사용한다. 유기계 액체전해질은 작은 스파크로도 쉽게 불이 붙고, 일단 불길이 시작되면 걷잡을 수 없어 안전성 문제가 있다. 실제 리튬이온전지를 적용한 ESS는 잦은 발화 사고가 발생하고 있다. 또한 리튬 가격은 최근 10년간 10배 가까이 상승했다. 반면, 나트륨 고체전해질은 발화성이 없는 무기계 물질이면서 주 성분인 나트륨은 지표면에 6번째로 많아 리튬에 비해 저렴하다. 이를 적용한 나트륨 전고체전지는 기존 리튬이온전지에 비해 저렴한 가격으로 안전하게 에너지를 저장할 수 있는 차세대 전지로서 ESS에 적용될 수 있다. 그러나 지금까지 개발된 나트륨 전고체전지는 고체전해질의 가격이 비싸다. 또한 높은 에너지밀도를 만들어내기 위해서는 3~4V 이상의 높은 전압 구동이 필수다. 하지만 대부분 고전압에서 심각한 분해 반응을 보여 성능 구현에 어려움이 있었다. 최근 고전압에서도 안정적인 할라이드계 고체전해질 소재가 연구되고 있지만, 대부분 비싼 희토류 금속 원소를 사용해 상용화로 가는데 걸림돌이 되고 있다. 연구진은 저렴한 금속원소를 이용한 고전압 나트륨 전고체전지용 고체전해질을 고안했다. 지구 표면에 3번째로 많은 알루미늄으로 고체전해질 소재를 개발했다. 이 소재로 3V급 전고체전지를 만들어 500번 이상 충전과 방전 실험결과, 초기 에너지 저장 용량의 82.9%를 유지했다. 새로운 나트륨 고체전해질은 기존에 고온 환경에서 구동되는 ZEBRA 타입 전지에서 용융염 전해질로 사용되던 물질이다. 연구진은 이를 상온에서도 작동하는 최초의 전고체전지로 만들었다고 설명했다. 한편, 연세대 정윤석 교수팀의 박주현·손준표 연구원(공동 제1저자)과 성균관대 김종순 교수팀, 울산과학기술원(UNIST) 서동화 교수팀, 한국원자력연구원 김형섭 박사가 함께 해 얻은 이번 연구결과는 에너지 분야 국제 학술 권위지인 '미국화학회 에너지 레터스(ACS Energy Letters)'에 지난 7일 발표했다.   monarch@fnnews.com 김만기 기자

[파이낸셜뉴스] 국내 연구진이 리튬이온 전지보다 저렴한 나트륨이온 전지의 음극 소재를 만들었다. 연구진은 이 기술을 통해 전극 소재 생산 공정비용을 낮추면 대용량 전력저장장치용 나트륨 이온전지의 상용화를 앞당길 수 있을 것이라고 전망했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 에너지저장연구단 김상옥 박사팀이 나트륨이온 전지의 성능을 높이면서도 가격은 저렴한 음극 소재를 개발했다고 18일 밝혔다. 연구진은 이황화몰리브덴에 세라믹을 코팅해 이차전지의 음극을 만들어 성능을 테스트했다. 그결과 세라믹을 코팅하지 않은 이황화몰리브덴보다 2배 많은 전기를 저장했다. 이번에 개발한 음극 소재가 1g당 600㎃h 이상의 전기를 저장한 것이다. 또한 이황화 몰리브덴 소재 표면의 높은 전도성과 강성을 가지는 세라믹 나노-코팅층이 소재의 저항을 낮추고 구조를 안정시켰을 뿐만 아니라 코팅층의 표면에서 추가적인 전기를 저장해 냈다. 김상옥 박사는 "나노-코팅층 표면 안정화 기술을 통해 이황화 몰리브덴 소재의 문제점이었던 높은 전기 저항과 구조적 불안정성 문제를 효과적으로 해결할 수 있었고, 그 결과 안정적으로 많은 전기를 저장할 수 있는 대용량 나트륨 이온전지를 개발할 수 있었다"고 말했다. 연구진은 나트륨 이온 전지의 음극에 이황화 몰리브덴을 활용했다. 이황화 몰리브덴은 많은 전기를 저장할 수 있지만, 전기 저항이 크고 전지가 동작할 때 발생하는 소재의 구조적인 불안정성 때문에 사용되지 못했다. 반면 연구진은 저가이면서 친환경 재료인 실리콘 오일을 이용해 세라믹 나노코팅층을 만들어 이를 극복했다. 이황화 몰리브덴이 되기 전 물질과 실리콘 오일을 섞어 열처리했다. 단 한번의 단순한 공정으로 저항이 작으면서도 안정적 이황화 몰리브덴 이종복합소재를 만들었다. 이러한 우수한 성능은 이황화 몰리브덴 소재 표면의 높은 전도성에 강성을 가지는 세라믹 나노-코팅층이 소재의 저항을 낮추고 구조를 안정시켰을 뿐만 아니라 코팅층의 표면에서 추가적인 전기를 저장할 수 있었다. 이번 연구결과는 나노기술 분야 국제 저널인 'ACS 나노' 최신호에 게재됐다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

한국과학기술원(KAIST) 신소재공학과 육종민 교수 연구팀이 황화구리를 기반으로 한 나트륨 이차전지 전극 재료의 나트륨 저장 원리를 밝혔다. 나트륨 이차전지는 1일 1회 충, 방전 시 5년 이상 사용할 수 있는 우수한 성능을 가진 전지로, 이번 연구를 통해 수명이 긴 전극 재료 개발에 기여할 것으로 예상된다. 연구팀의 이번 연구는 높은 저장 용량을 가지는 소재의 충. 방전 반복에 따른 열화 방지 관련 핵심원리를 규명했다는 점에서 의의가 있다. 황화구리는 지구상에 풍부한 구리와 황으로 이뤄져 있어 다른 나트륨 저장 소재 대비 경쟁력이 높아 나트륨 전지의 상용화를 크게 앞당길 것으로 기대된다. 박재열 박사과정이 1 저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Sciences)’ 6월호 표지논문(Inside back cover)에 선정됐다.  리튬 이온 전지는 휴대전화, 전기차 등 일상과 밀접한 다양한 곳에 사용된다. 리튬 이온 전지의 원자재인 리튬, 코발트, 니켈 등은 매장지역이 한정돼 있어 가격 흐름이 매우 불안정하다. 2018년에는 수요가 급등해 공급량이 부족해져 리튬과 코발트 가격이 한때 3배 이상 급등하기도 했다. 이런 문제를 해결하기 위해 리튬 이온 전지의 대안으로 나트륨 이온 전지가 주목받고 있다. 리튬이 지구 지표면에 0.005%만 존재하는 반면 나트륨은 그 500배 이상인 2.6% 존재해 원자재 공급 문제를 해결할 수 있다. 따라서 리튬 이온 전지 대비 저렴한 가격으로 같은 용량의 에너지를 저장할 수 있을 것으로 전망된다. 하지만 리튬 이온 전지의 음극 재료인 흑연은 나트륨의 저장에 적합하지 않다. 그 이유는 흑연 층 사이에 리튬 이온들이 삽입(intercalation)되며 저장되는데 나트륨 이온을 저장하기에는 흑연의 층간 거리가 너무 좁기 때문이다. 비슷한 이유로 다른 삽입반응을 거치는 나트륨 저장물질들도 저장 용량이 낮다. 낮은 저장 용량 문제를 해결하기 위해서는 높은 저장 용량을 얻을 수 있는 전환(conversion)반응이나 합금(alloying) 반응을 거치는 물질을 사용해야만 한다. 그러나 이 두 가지 반응을 이용하면 부피팽창이 너무 커지고 급격한 결정구조의 변화에 따라 입자가 분쇄돼 성능이 빠르게 저하된다. 육 교수 연구팀은 일반적인 통념과 달리 황화구리는 전환반응을 거침에도 불구하고 오히려 저장 용량이 회복되며 안정적인 충, 방전이 가능하다는 사실을 발견했고 그 원리를 투과전자현미경을 이용해 관찰했다. 그 결과 전환반응에서 유사 정합 경계면(두 상 혹은 두 결정립 사이의 결정 격자의 합이 잘 맞는 경계면)을 형성해 입자의 분쇄를 막아준다는 사실을 밝혀냈다. 일반적인 전환반응의 경우 전환반응 전후의 결정구조가 완전히 다르고 부피팽창도 크기 때문에 입자가 분쇄돼 성능 열화를 유발한다. 그러나 황화구리는 나트륨 저장에 따라 유동적인 결정구조 변화를 해 유사 정합 경계면을 형성하고, 이는 입자의 분쇄를 막아주는 결정적인 역할을 한다고 연구팀은 설명했다. 그 결과 황화구리는 입자의 크기나 형상에 상관없이 높은 나트륨 저장 성능을 보이는 것을 확인했다. 수십, 수백 마이크로미터 크기의 별다른 최적화를 거치지 않은 황화구리 입자가 기존 흑연의 이론 용량 대비 약 17% 높은 ~436mAh/g의 저장 용량을 갖고, 2천 회 이상의 충, 방전에도 93% 이상의 저장 용량을 유지함을 확인했다. 육 교수는“이번 연구가 미세먼지 해결을 위한 고성능 배터리 개발에 이바지할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단의 지원을 받아 수행됐다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자

한국해양대는 강준 기관공학부 교수(사진) 연구팀이 전통적인 탄소재료의 재설계를 통해 리튬이온전지와 동급 이상의 성능을 발현하고 차세대 재료를 능가하는 성능을 구현해냈다고 5일 밝혔다. 이러한 성능은 리튬이온전지를 대체할 미래용 전기자동차와 모바일 디바이스 등 에너지저장장치의 핵심기술이 될 것으로 기대된다. 최근 전기차 생산의 급증으로 리튬이온전지 수요가 크게 증가해 희소자원으로 매장량이 적은 리튬 가격이 2015년에 비해 3배 이상 상승했다. 리튬을 대체할 소재로 주목받았던 나트륨은 흑연과의 반응이 열역학적 불안정 때문에 전지로서의 성능이 떨어지는 문제점을 안고 있었다. 강 교수 팀은 탄소재료 재설계로 리튬이온전지 이상의 방전용량을 달성시켰다. 충전속도를 100배 이상 빠르게 높여도 77% 이상의 율속특성(충방전 속도에 따른 방전용량 유지율)을 보임으로써 매우 우수한 출력 특성을 나타냈다. 나노재료임에도 불구하고 첫 충·방전 사이클의 쿨롱효율(규정된 충전·방전 절차에 대해 출력 전기량을 입력 전기량으로 나눈 값으로 전기량(쿨롱)을 근거로 한 배터리의 효율)을 85~90% 달성함으로써 나노재료 상용화의 큰 장애요인을 없앴다. 강 교수의 이번 연구 성과는 영국왕립화학회가 발행하는 재료화학분야의 세계적인 권위지인 'Journal of Materials Chemistry A(Impact Factor 9.93)'의 표지논문으로 선정됐다. 이번 연구는 과학기술정보통신부가 세계 최고 원천기술 확보를 위해 추진하는 글로벌프런티어사업(하이브리드인터페이스기반미래소재연구단, 단장 김광호) 지원으로 이뤄졌다. 노주섭 기자

이차전지의 양극에서 한 종류가 아닌 두 종류의 화학반응이 일어나 전지성능을 향상시키는 방법이 제시됐다. 세종대 명승택 교수 연구팀이 나트륨 이차전지 양극에서 양이온 뿐 아니라 음이온의 화학반응도 발생하도록 개발했다고 한국연구재단이 14일 밝혔다. 리튬 원자재의 희소성으로 인해 기존 리튬이차전지를 대체할 수 있는 나트륨 이차전지에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 나트륨 이차전지를 상용화할 수 있도록 에너지 용량을 높이고 우수한 구조적 안정성을 확보하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 연구팀은 이차전지의 양극에서 기존에는 양이온만 산화-환원 반응을 일으켰던 것과 달리, 기존 양극 물질에 음이온의 산화-환원 반응을 유도하는 아연을 30% 첨가했다. 이를 통해 양이온과 음이온이 각각 산화-환원 반응하여 에너지 용량이 높아지도록 했다. 구조의 기둥역할을 하는 아연의 영향으로 구조적 안정성 또한 우수해져, 200회의 충전 및 방전 실험에서 기존 양극 물질에 비해 40%의 용량 유지율 향상을 보였다. 명승택 교수는 “기존의 반응 기작과 다른 ‘음이온 산화-환원 반응’을 활용하여 고성능 나트륨 이차전용 양극 소재를 개발한 것이다”라며, “핸드폰, 가전제품, 나아가 전기자동차 및 대형 에너지 저장 장치에도 활용될 수 있을 것이다”라고 연구의 의의를 설명했다. 이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리사업 등의 지원으로 수행되었다. 연구 결과는 에너지분야 국제학술지 ‘나노에너지(Nano Energy)’에 2월 22일 게재됐다.  seokjang@fnnews.com 조석장 기자

포스코가 국내에서 처음으로 대용량 2차 전지인 나트륨유황(NaS) 전지 개발에 성공했다. 포스코는 오는 2015년까지 이 전지를 상용화할 방침이다. 18일 포스코는 포항산업과학연구원(RIST)과 함께 대용량 전력저장시스템(ESS)으로 가장 많이 사용되는 나트륨유황 전지 개발에 국내 최초로 성공했다고 밝혔다. 나트륨유황 전지는 나트륨 이온을 통해 양극과 음극 간에 세라믹 고체 전해질이 이동하면서 충·방전이 이뤄지는 전지다. 나트륨유황 전지는 적정 대응 용량이 기존 리튬이온 전지(5㎿ 이하)보다 10㎿∼1GW로 높고 수명이 15년 이상 길어 대용량 전력 저장용으로 적합하다. 또 현재 2차 전지로 많이 사용되는 리튬이온 전지와 달리 상대적으로 저렴한나트륨과 황을 원료로 사용해 가격 경쟁력도 높다. 현재 세계적으로 에너지 효율을 높이기 위한 방안인 스마트그리드(지능형 전력망)를 실용화하기 위해 발전소에서 공급받은 전력을 저장해 곧바로 전송하는 에너지 저장 시스템이 필수적이고 그 핵심이 바로 대용량 전력 저장용 나트륨유황 전지라는 설명이다. 포스코 관계자는 "이번 포스코의 개발 성공은 우리나라의 에너지 저장장치 기술을 한 차원 높이는 계기가 될 것"이라며 "이를 시작으로 에너지 사업을 차세대 신규 사업으로 육성할 것"이라고 했다. 전력저장용 전지 시장이 올해 4억5000만달러에서 2020년에는 100억달러 규모로 연평균 35% 이상 폭발적으로 성장할 것으로 전망된다. 현재 사용되는 나트륨유황 전지는 전 세계 200여 곳에서 총 270㎿ 규모로, 일본의 NGK가 독점 공급하고 있다. /skjung@fnnews.com정상균기자

포스코가 국내에서 처음으로 대용량 2차 전지인 나트륨유황(NaS) 전지 개발에 성공했다. 포스코는 오는 2015년까지 이 전지를 상용화할 방침이다. 18일 포스코는 포항산업과학연구원(RIST)과 함께 대용량 전력저장시스템(ESS)으로 가장 많이 사용되는 나트륨유황 전지 개발에 국내 최초로 성공했다고 밝혔다. 나트륨유황 전지는 나트륨 이온을 통해 양극과 음극 간에 세라믹 고체 전해질이 이동하면서 충·방전이 이뤄지는 전지다. 나트륨유황 전지는 적정 대응 용량이 기존 리튬이온 전지(5㎿ 이하)보다 10㎿∼1GW로 높고 수명이 15년 이상 길어 대용량 전력 저장용으로 적합하다. 또 현재 2차 전지로 많이 사용되는 리튬이온 전지와 달리 상대적으로 저렴한나트륨과 황을 원료로 사용해 가격 경쟁력도 높다. 현재 세계적으로 에너지 효율을 높이기 위한 방안인 스마트그리드(지능형 전력망)를 실용화하기 위해 발전소에서 공급받은 전력을 저장해 곧바로 전송하는 에너지 저장 시스템이 필수적이고 그 핵심이 바로 대용량 전력 저장용 나트륨유황 전지라는 설명이다. 포스코 관계자는 "이번 포스코의 개발 성공은 우리나라의 에너지 저장장치 기술을 한 차원 높이는 계기가 될 것"이라며 "이를 시작으로 에너지 사업을 차세대 신규 사업으로 육성할 것"이라고 했다. 전력저장용 전지 시장이 올해 4억5000만달러에서 2020년에는 100억달러 규모로 연평균 35% 이상 폭발적으로 성장할 것으로 전망된다. 현재 사용되는 나트륨유황 전지는 전 세계 200여 곳에서 총 270㎿ 규모로, 일본의 NGK가 독점 공급하고 있다. /skjung@fnnews.com정상균기자