나노기술 및 정책 정보

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● 중국 산둥대학교의 슝성린 교수 연구팀이 다공성 탄소가 탑재된 Bi@C 나노구체(nanosphere)를 개발하였으며 이 물질은 나트륨 이온을 빠르게 저장할 수 있는 배터리 소재로 80A/g의 초고성능과 308.8mAh/g의 고용량을 자랑

● 나트륨이온전지(SIB)는 풍부한 자원 매장량과 저렴한 비용 때문에 리튬이온전지의 대체재로 주목받고 있지만, 전압, 용량, 에너지밀도와 사이클 수명 등의 요구를 만족시킬 수 있는 음극재 개발은 여전히 어려운 과제임

● 이에 연구팀은 비스무트 금속유기구조체(Bi MOF) 나노막대를 SIB 음극재로 활용, 탄소나노벨트 어레이를 조립하여 3차원 골격구조체를 합성

● 또한, 이 음극활물질과 페릴렌-3,4,9,10-테트라카르복실산 이무수물 양극재를 사용하여 에너지밀도가 129 wh/kg에 달하는 전지를 제조

● 이 음극재가 공전의 저장 성능을 구현할 수 있는 이유는 에테르 계열 전해질 순환 중에 형성된 균일하고 얇은 고체전해질 계면층과 균일한 나노다공성 구조를 갖는 독특한 하이브리드 구조 때문임

● 해당 연구 성과는 필수적인 성능 개선 이유를 깊이 있게 규명하여 SIB의 폭넓은 활용을 위한 이론적 기반을 제공

※ Advanced Materials 게재(2022.05.06.), “Integrating Bi@C Nanospheres in Porous Hard Carbon Frameworks for Ultrafast Sodium Storage”