석탄 기반 하드카본 나트륨이온전지 음극

하드카본은 우수한 나트륨 저장 성능으로 인해 나트륨이온전지(SIBs)의 유망한 음극 후보 물질로 주목받고 있습니다. 다양한 전구체 중 석탄은 높은 탄소 함량, 풍부한 방향족 구조 단위, 저렴한 비용으로 이상적인 전구체로 평가됩니다. 본 총설은 석탄 기반 하드카본의 유형, 물리화학적 특성, 제조 방법, 장단점, 구조 및 나트륨 저장 메커니즘을 체계적으로 검토합니다. 나트륨 저장 성능 향상을 위한 핵심 전략으로 탄소 미세 결정 배향 제어, 이종 원자 도핑, 닫힌 기공 조절 등이 강조됩니다. 다양한 석탄 유형별 합성 방법과 전기화학적 특성을 분석하고, 석탄 특이적 하드카본 합성 방법을 제안합니다. 이를 통해 원료, 공정, 특성, 산업화 간의 연결고리를 확립하여 다양한 석탄의 특성을 활용한 적절한 하드카본 합성 경로를 제시합니다. 또한, 전구체의 복잡한 분자 구조 진화 및 공정 제어 가능성 최적화 등 석탄 기반 하드카본 생산의 과제를 분석하고 향후 연구 방향을 제안합니다.