정헌재 교수와 한주영 연구원 (석‧박사통합과정)이 전극에 별도의 금속 나트륨을 사용하지 않는 ‘애노드프리(anode-free) 나트륨 이차전지’의 수명 및 효율 향상을 위한 전해질 설계 연구 성과를 세계적인 학술출판사 Wiley에서 발간하는 저명 SCIE 저널 'Advanced Energy Materials'에 게재하였다. 

논문 제목은 “A Reductively Stable Electrolyte Realizes Deep Cycling Behavior in Anode-free Sodium Batteries”로, 아르곤국립연구소 (Argonne National Laboratory), 퍼시픽 노스웨스트국립연구소 (Pacific Northwest National Laboratory), 미국 캘리포니아대학교 리버사이드 캠퍼스 (University of California, Riverside), 서강대학교와의 공동 연구를 통해 붕소 클러스터 (카보레인) 기반의 새로운 불소-프리 전해질을 설계하여 나트륨 금속이 매끄럽고 치밀하게 석출·박리되도록 유도하였다. 

이 전해질은 매우 얇고 안정한 고체전해질계면 (SEI)을 형성하여, 애노드프리 전지에서 2C 조건으로 1000회 이상 충·방전을 반복해도 초기 용량의 약 87%를 유지하며, 평균 콜롬브 효율은 99.96%에 달하는 장수명 특성을 구현하였다. 이를 통해 리튬보다 풍부한 나트륨 자원을 활용하면서도 고에너지·저비용 장수명 전지를 구현할 수 있는 새로운 전해질 설계 원리를 제시하였고, 차세대 그리드 저장용 에너지 저장 시스템의 상용화 가능성을 크게 확장하였다. 

논문 제목: A Reductively Stable Electrolyte Realizes Deep Cycling Behavior in Anode-free Sodium Batteries

논문 링크: https://doi.org/10.1002/aenm.202505228

저자: Anton W. Tomich, Seoung‐Bum Son, Joseph Quinn, 한주영 (Juyoung Han), Joseph Kubal, Vincent Lavallo, 정헌재 (Heonjae Jeong), Christopher S. Johnson​