나노기술 및 정책 정보

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● Shinichi Komaba 교수(도쿄이과대) 연구팀은 나트륨 이온 전지 및 칼륨 이온 전지용 신규 음(-)극 재료인 ‘ZnO 주형 하드 카본(HC-Zn)’을 합성

● Mg(마그네슘), Zn(아연), Ca(칼슘)의 글루콘산염을 출발 원료로 하여 기존과 같은 주형법으로 각 하드 카본을 합성(HC-Mg, HC-Zn, HC-Ca)

● 600℃로 가열하면 각 원료는 열분해되어 탄소와 금속 원소의 나노 입자 복합체를 형성함으로써 탄소 중의 주형으로 기능함을 확인

● 연구팀은 ZnO를 주형으로 하는 하드 카본으로, 원료인 글루콘산아연과 아세트산아연의 조성비를 75:25로 하여 합성한 결과, 가장 뛰어난 성능(464mAh/g의 가역 용량, 91.7%의 초기 쿨롱 효율)을 나타내는 것을 발견했으며, 본 음극 재료를 사용하여 제작된 나트륨 이온 전지가 312Wh/kg라는 높은 에너지 밀도를 나타내는 것을 실증

● 본 연구는 희귀원소를 사용하지 않는 나트륨 이온전지와 칼륨 이온전지의 대용량화, 고에너지 밀도에 기여하고 축전지를 이용한 에너지변환의 친환경부하화, 저비용화에 기여

Advanced Energy Materials (2023.11.09.), New Template Synthesis of Anomalously Large Capacity Hard Carbon for Na- and K-Ion Batteries