에너지 밀도 1000배 높은 배터리 만드는 원리.jpg

GravityNgc2023.11.27
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수소 이온 배터리가 궁극의 배터리가 될수밖에 없는데,


그 이유는 에너지 저장 밀도가 가장 높은 원소이기 때문이지.


리튬 이온에 비해 약 1250배 정도 더 높은 에너지 저장 밀도를 가지고 있어.


하지만 수소는 에너지를 저장하는 원소로 부적합하다고 알려져있는데,


그 이유는 너무 작아서 전자와 결합된 상태에서 운동량이 너무 높기 때문이야.


그래서 수소에서 전자를 빼았아서, 수소이온 형태로 배터리를 만드는거지.



 


A1은 수소 공급관이야. 대신 양극 활물질이 없어. 


대신 B1에 양극 반응극을 설치하는거지.


A1에서 수소를 공급하면서, 충전기로 충전을 시작하는거야.


그러면 수소의 전자는 전선을 통해, 양극재에서 충전기로 들어가게 되고, 


충전기에 있던 전자가 음극재로 가게 되지.


전자를 잃어버린 수소는 수소이온이 되어서, C1 분리막을 통과해 음극재로 가는거야.


이때 음극재의 경우, 그래핀 탄소 멀티 나노 튜브를 사용하는데,


수소가 워낙 작기 때문에, 그래핀 탄소 나노튜브로 다중으로 겹치게 되어도,


수소가 잘 침투한다는거지. 그러면 탄소 원자 1개에 수소 이온 4개가 붙는 거야.


탄소끼리 금속 결합이 이루어지고, 탄소와 수소가 이온 결합을 하는거지.


이렇게 계속 충전을 하다가, 음극재에 전자를 더이상 담을수 없게 되면 


수소 밸브관을 잠그고, 배터리 뚜껑을 열고, 양극재에 있던 수소를 방출하고, 


양극재에 있던 반응극을 분리하는거야.


그리고 양극을 띄는 그래핀 탄소 멀티 나노 튜브를 설치하고, 뚜겅을 닫는거야.


이러면 궁극의 수소이온 배터리가 만들어지게 되는데,


전기를 소모하기 시작하면 이온 결합이 되어있던 수소이온이 분리되어, 분리막을 통과해,


양극재 그래핀 탄소 멀티 나노 튜브와 결합하는거야.


수소를 전자와 수소이온의 형태로 분리해서, 수소이온은 분리막을 통과해, 


그래핀 탄소 나노멀티튜브에서 이동하고, 전자는 전선을 통해, 


그래핀 탄소 나노멀티 튜브로 이동하는거지.


전자와 수소이온이 결합해서, 수소가 되지 못하게 하는거야.


이 궁극의 수소이온 배터리는 양극 활물질이 없는 대신 다른 방식으로 수소를 전자와 수소이온으로 분리한거지.


에너지 밀도를 리튬 이온에 비해 약 1250배까지 높일수있어.


궁극의 음극재는 탄소멀티나노튜브고, 배터리 궁극의 원자는 수소야.


수소이온 배터리가 출시 되면, 배터리 팩이 1/100배 작아지는데, 에너지 밀도는 10배 높일수있어.


1세대, 2세대 앞선 혁신적이며 궁극의 배터리라고 할수있지.


이 수소이온 배터리의 가치가 과연 어느정도나 될까.


모든 전기 자동차에 이 수소이온 배터리를 장착해서 무게를 1/100배로 줄이게 된다면,


배터리 무게가 감소한 만큼 연비가 좋아지게 되서 엄청난 전기 소모를 줄여주게 되는거야.


수소를 전자와 수소이온으로 분리해서 저장하는 이 혁신적인 기술을 이용하면, 


액화수소보다 더 효율적으로 수소를 저장할수있지.


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