전남대 이윤성 교수팀, 세계 최고 수준 소듐계 신규 에너지 저장시스템 개발

전남대 이윤성 교수

[아시아경제 노해섭 기자]전남대학교 화학공학부 이윤성 교수팀이 세계 최고 수준의 소듐계 신규 에너지 저장 시스템을 개발하고, 리튬 이온 전지의 성능개선 방법을 제안한 논문 두 편을 동시에 발표했다.

이들 논문은 에너지 재료 분야 최고 권위지인 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials, IF : 15.23)’인터넷 판에 최근 게재됐다.

첫 번째 논문은 ‘고출력환경에서 소듐 하이브리드 커패시터의 에너지밀도 및 가역성의 궁극적 향상’으로 최근 관심이 집중되고 있는 소듐계 에너지 저장시스템 연구와 관련된 내용이다.

▲논문원제: Pushing the energy Output and Cyclability of Sodium Hybrid Capacitors at high power to new limit

이 교수팀은 이 연구에서 기존의 리튬에 비해 값이 싸고 작동 전압의 손실이 적은 소듐을 이용해 에너지 밀도와 출력밀도를 비약적으로 향상시킴은 물론 7만5,000 사이클 후에도 에너지 용량을 90%까지 저장할 수 있는 시스템을 개발했다.
이와 같은 연구 결과는 관련 분야에서 세계 최고 수준으로 평가되고 있다는 게 연구팀의 설명이다.

이윤성 교수팀의 이 연구결과는 지난해 6월부터 같은 학부 내 3명의 교수(고창현, 박용일, 전영시 교수)들과 공동 진행중인 '2016기초연구실(BRL) 지원 사업’의 첫 성과라는 데 의미가 크다.

이와 함께 이윤성 교수는 싱가포르의 난양 공과대(NTU) 연구진과 함께 기초연구실 과제로부터 도출된 다양한 형태의 탄소계 음극물질의 결과들을 활용해 리튬이차전지의 성능개선 방법을 제안한 연구논문을 ‘Advanced Energy Materials’인터넷 판에 동시 개재했다. ‘리튬 이온전지 음극의 비가역 용량감소 완화를 위한 최선의 실례’라는 제목의 이 논문은 고효율의 리튬이온전지 제조 시 필연적으로 발생하는 음극의 비가역적 용량감소(Irreversible Capacity Loss, ICL)를 개선하기 위한 다양한 방안 및 연구동향을 제시했다.

▲논문원제: Best practices for mitigating irreversible capacity loss of negative electrodes in Li-ion batteries

이번 논문들은 '2016기초연구실(BRL) 지원 사업’을 통해 생산됐으며, 참여 교수들의 적극적인 연구활동으로 신규 에너지 저장장치에 대한 많은 성과들이 창출되고 있어 더 혁신적인 결과가 기대되고 있다.

이 교수는 “소듐 하이브리드 커패시터와 같은 신규 에너지 저장 장치의 개발은 전력산업에서 필수적인 대용량 에너지 저장 시스템(ESS)의 효율과 생산성을 높일 수 있고, EV 및 신규 성장 동력 개발이 가능해 청년 일자리 창출에도 크게 기여할 수 있을 것”이라고 말했다.