본 기술은 박리된 이황화몰리브덴 나노시트 사이에 테트라메틸암모늄에서 테트라데실암모늄에 이르는 부피가 큰 유기 암모늄 이온을 삽입해 다시 쌓은 재적층 나노시트를 포함하는 전극 재료입니다. 삽입된 유기 이온이 층간 거리를 넓혀 비표면적을 키우고 나트륨 이온이 드나드는 통로를 확보합니다.
나트륨 이온은 리튬 이온보다 크고 무거워 전극 내부에서 이동하기 어려웠습니다. 기존 벌크형 이황화몰리브덴은 좁은 층간 구조 탓에 나트륨 이온을 충분히 받아들이지 못해 충방전 용량과 사이클 특성이 낮다는 한계가 있었습니다.
본 기술은 이황화몰리브덴을 알킬리튬과 불활성 분위기 상온에서 반응시킨 뒤 증류수에 초음파로 분산해 박리하고, 이 분산액에 테트라알킬암모늄 하이드록시드를 섞어 유기 이온이 층간에 들어간 상태로 재적층시킵니다. 알킬 사슬 길이를 바꾸어 층간 간격을 물리적으로 조절할 수 있으며, 나노시트 크기는 100~4,000 nm 범위입니다. 나트륨 이차전지 음극, 재생에너지 연계 대형 ESS용 저가 전지, 리튬 자원 의존도를 낮추려는 전력망 백업 전지에 적용될 수 있어 유기 이온 종류 선택만으로 층간 거리를 맞춤 설계해 벌크 및 단순 재적층 MoS2보다 높은 충방전 용량을 얻을 수 있습니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 포스트 그래핀 무기 금속화합물 나노시트기반 에너지기능성 혼성 촉매 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
N/A
