리튬 이온 배터리를 대신할 차세대 베터리 연구 개발이 한참이다. 주목받는 차세대 배터리는 자연에 풍부하고, 친환경적인 알칼리 금속 또는 다중 이온을 이용하는 것이다. 하지만 문제는 충전과 방전이 빠르게 일어날 수 있는 고-에너지 밀도의 안정된 전극을 개발하는 것이다. 미국-중국 과학자들이 이런 문제들을 개선할 수 있는 나트륨 이온 배터리에 사용 가능한 유기 고분자를 개발했다고 보고했다. 관련 논문은 독일 화학지인 Angewndate Chemie에 게제되었다.

올해 노벨상을 받은 리튬-이온 배터리는, 일상 생활에서 다양하게 사용되고 있다. 차세대 배터리로 각광을 받고 있는 것은 리튬 이온을 나트륨, 마그네슘, 알루미늄 이온으로 치환한 것이다. 하지만 문제는 전극 재료도 조정을 해야 한다는 것이다. 대안으로 유기 화학물질이 떠오르고 있는데, 이는 해롭거나 값비싼 중금속이 포함되어 있지 않고, 다양한 목적으로 사용이 가능하기 때문이다. 그렇지만 유기 화학물질은 액상 전극에 녹기 때문에 불안정하다는 문제점이 있다. 이번에 미국 과학자들이 개발한 것은 유기 고분자로, 액상 전극에 녹지 않으며, 고용량, 고속 충전이 가능한 배터리 음극이다. 나트륨 이온의 경우, 개발된 고분자는 현재 사용되고 있는 고분자 무기 전극보다 훨씬 성능이 뛰어나다고 연구진은 주장했다. 마그네슘과 알루미늄과 같은 다중이온의 경우도 비슷한 결과를 얻었다고 연구진은 덧붙였다.

연구진이 개발한 유기 물질은 hexaazatrinaphthalene(HATN)을 사용하는 것으로, 이 물질은 이미 리튬 배터리와 수퍼커패시터(supercapacitors)에 시험되고 있는 것이다. 하지만 대부분의 다른 유기 물질처럼, HATN은 전극에 녹기 때문에 음극이 불안정해진다. 따라서 연구진은 안정도를 높이기 위해, HATN 분자를 연결해서 고분자성 HATN, 즉 PHATN을 만들어서 그 동안의 문제점들을 해결할 수 있었다고 보고했다.

연구팀에 의하면, PHATN을 이용한 베터리는 리튬 이온이 아닌 다른 이온들(나트륨, 마그네슘, 알루미늄 이온)에 대해 매우 훌륭한 전기 화학적인 특성을 나타냈으며, 5만번의 사이클 후에도 최대 3.5 볼트, 1그램당 100 mA 용량,을 유지하고 있었다고 주장했다.