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청바지 염료가 이차전지 물질로 변신

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청바지 염료가 이차전지 물질로 변신

2014.10.15 18:00
청바지 염료로 쓰였던 프러시안 블루 물질은 정육면체 구조로 이뤄졌는데 이 안에 나트륨 이온을 저장할 수 있어 나트륨 이차전지용 양극물질로 활용할 수 있다. - 미국 스탠포드대 제공
청바지 염료로 쓰였던 프러시안 블루 물질은 정육면체 구조로 이뤄졌는데 이 안에 나트륨 이온을 저장할 수 있어 나트륨 이차전지용 양극물질로 활용할 수 있다. - 미국 스탠포드대 제공

 


 

한국인 과학자가 이끈 미국 연구진이 청바지 염료에서 이차전지 물질을 개발했다.

 

이현욱 미국 스탠퍼드대 박사후연구원이 주도한 미국 연구진은 과거 청바지 염료로 쓰였던 프러시안 블루에서 나트륨 이차전지의 양극물질을 발굴했다고 15일 밝혔다.

 

최근 재충전이 가능한 이차전지로 리튬 이차전지가 많이 쓰이고 있는데, 리튬보다 매장량이 많은 나트륨을 이용하려는 시도가 꾸준히 진행됐다. 하지만 나트륨 이차전지는 리튬 이차전지보다 충전 용량과 출력이 낮다는 것이 단점으로 꼽혔다. 크기가 큰 나트륨 이온을 저장하기에 적당한 물질을 찾지 못했기 때문이다.

 

연구진은 프러시안 블루 계열 물질 속에 나트륨 이온이 들어갈 수 있는 공간이 있다는 사실을 발견했다. 이 물질은 정육면체 구조의 격자로 이뤄졌는데 이 안에 나트륨 이온을 충분히 저장할 수 있다는 것이다.

 

실제로 이 물질을 나트륨 이차전지의 양극물질로 적용했더니 기존 리튬 이차전지보다 용량이 40% 큰 것으로 나타났다. 고속으로 충방전을 할 때도 용량의 75%를 유지하는 등 출력이 높은 것으로 확인됐다.

 

이 연구원은 “지금까지 알려지지 않은 새로운 물질에서 나트륨 이차전지에 적합한 양극물질을 찾은 만큼 음극물질용 물질도 발굴할 계획”이라고 밝혔다.

 

이 연구결과는 ‘네이처’의 자매지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 14일자 온라인판에 실렸다.

 

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