알트리스, 스웨덴 나트륨 이온 배터리 공장 설립

나트륨-이온 배터리는 수년간 집중적인 과학 연구의 대상이 되어 왔다. 나트륨이 세계에서 가장 풍부한 원소들 중 하나이기 때문이다. 나트륨이온전지의 산업 수용을 가로막는 가장 큰 걸림돌은 리튬계 전지보다 에너지 밀도가 낮다는 점이다.

현재 리튬 배터리의 지배력은 위협받고 있다. 연초부터 리튬 원가가 700%나 오르면서 배터리 제조사와 자동차 업체들은 기존에 실현 불가능했던 옵션을 고민해야 했다.
중국 배터리업체 CATL은 지난해 160wH/kg의 에너지 밀도를 가진 나트륨 이온 배터리를 개발했다. CATL은 2023년까지 200wHkg까지 늘릴 것이라고 발표했다. 이미 1세대 나트륨이온 배터리 셀 생산을 시작했다.

스웨덴기업인 알트리스(Altris)는 나트륨 이온 배터리 제조에도 깊이 관여하고 있다. 케미컬 앤 엔지니어링 뉴스에 따르면, 알트리스는 스웨덴 산드비켄에 있는 샌드빅 머티리얼 테크놀로지의 부지에 첫 번째 상업 시설을 지을 것이라고 한다.

알트리스는 앞으로 몇 주 안에 공장 건설을 시작하고 2023년 초에 공장을 열 계획이다. 이 공장은 나트륨, 철, 탄소, 질소 화합물을 특징으로 하는 페럼 음극 재료의 초기 용량은 연간 2000미터톤이 될 것이다.

알트리스는 웹사이트에서, 나트륨 이온배터리의 연구는 전적으로 매우 풍부하고 안전한 물질로 구성된 전극의 개발에 초점을 맞추고 있다고 설명한다. 이 회사의 시범 생산 라인은 이미 가동되고 있으며, 기존의 양극을 대체하는 '드롭인' 방식으로 나트륨 양극 기술의 구현 가능성을 입증하고 있다. 이는 제조 공정에 큰 변화가 필요하지 않다는 것을 의미한다.
알트리스는 철과 나트륨 기반의 전극 재료인 페낙(Fennac)을 낮은 에너지 공정을 통해 쉽게 대량으로 생산할 수 있다고 밝혔다.

알트리스가 설명하는 페낙의 내용은 다음과 같다.

페낙은 차세대 친환경 나트륨 이온 배터리의 음극 소재인 나트륨 함량이 높은 프로이센 화이트 파우더이다. 구성은 x>1.9인 NaxFe[Fe(CN)6]이다. 이 재료는 나트륨 이온 배터리의 성능 양극으로 이상적이며 나트륨을 포함하지 않는 음극 재료와 페어링할 수 있다. 이상적인 보관은 장기간에 걸쳐 품질을 유지하기 위해 비활성 조건 하에서 수행되어야 한다. 평균 공칭 전압은 3.25V이며, 용량은 ~160mAh g-1이라고 한다.

경쟁력 있는 에너지 밀도는 저비용 대안이 매력적인 그리드 및 기타 애플리케이션을 지원하기 위해 고정 에너지 저장에 적용되는 나트륨 이온 배터리에 적합한 재료를 만든다.

나트륨 배터리는 아직 전기차에 사용할 준비가 안 됐지만 기다려야 할 부분이 있다고 한다. 나트륨 배터리 개발의 마지막 장은 아직 쓰여지지 않았다. 오늘날의 배터리 기술은 1980년대에 비디오 테이프 녹화가 있었던 곳과 유사하다. 처음에는 베타맥스, 그 다음에는 VHS, 블루레이, 그 다음에는 CD가 있었고 지금은 모두 온라인으로 이루어지고 있다.

오늘날의 내연기관은 공학적 기술의 보석이지만, 1세기가 넘도록 개발되어 왔다. 지금쯤 대부분의 버그가 해결되기를 기대할 것이다.

그렇다면 나트륨 이온 배터리는 차세대 제품인가? 만약 리튬, 니켈, 코발트 가격이 성층권에 남아있다면, 그럴 수도 있을 것이다. 재생 에너지를 위한 안전하고 저비용 그리드 규모의 배터리 저장장치는 아마도 화석 연료에 의해 촉발된 기후 변화와의 싸움에서 전기 자동차를 만드는 것보다 더 중요할 것이다.


김진영 글로벌이코노믹 기자