배터리의 에너지 밀도를 결정하는것은 무엇일까,

정답부터 말하자면 배터리안에 있는 원자의 전자 저장량과 원자량이라고 할수있어,

배터리의 경우 원자에 전자를 저장하면서 안정적인 형태로 전자를 저장하는데,

만약에 원자에 전자가 저장되지 않으면 불안정해지고 폭발을 일으킬수있지.

이거는 수소 이온 배터리인데,

a1은 배터리 양극재 부분이고, b1은 음극재 부분이지.

이렇게 전선으로 연결하고 충전을 시작하면 충전기의 전자가 음극재로 가면서 충전이 이루어지지.

이 과정에서 양극재에 있던 전자가 충전기 안으로 들어오는데,

이런 전류의 흐름이 있어야돼,

음극재에 전자를 가득 체울때는 양극재에 더이상 전자가 없을때, 완충이 되는거야.

만약에 여기서 충전 전압을 높이게 되면, 

배터리를 구성하는 원자의 전자를 끌어오는 경우가 있어. 

충전이 더 되지만 그 전자를 잡아줄 원자가 없어지면서, 배터리가 폭발하는경우가 있어.

그래서 고속 충전, 고전압 충전을 하다가 배터리가 터지는 원리가 이런거야.

그런데 여기서 d1이 있는데, d1에서 수소를 공급하는거야.

수소를 공급하고, 충전기에서 충전을 계속하면, 

수소가 전자를 잃어버려서, 수소이온이 되고, 전자를 음극재에 더 저장하게 되지.

그리고 수소이온이 분리막 c1을 통과해서 음극재로 가는거야.

이렇게 수소를 원하는 에너지 밀도가 될때까지 계속 넣는거지. 

1기압에서 더이상 넣을수 없을때는

기압을 높여서, 10bar, 100bar 수준으로 높여서 수소이온을 집어 넣는거야.

초고압에서 버틸수있도록 만드는거지. 

수소이온 농도가 중요한데, ph 0의 경우 ph 3보다 약 1000배 더 높은 수소이온 농도를 가지는데,

ph -7정도 되면 에너지 밀도가 10,000,000배 높아지는거야. 

그만큼 많이 충전할수있게 되는거지.

경수소는 리튬이온보다 약 1250배 정도 더 효율적으로 원자를 저장할수있어.

이것은 1기압일때의 기준이지. 100기압, 700기압일경우, 

1000만배도 가능하다는거야.

이렇게 음극재로 충전된 전자에 수소 이온이 결합되서 안정적인 배터리가 유지되는거지.

반대로 전기를 소비하게 되면 b1에서 a1으로 전자가 흐르고, 수소 이온이 분리막을 통과해서,

양극재 방향으로 가겠지. 

전고체 배터리의 가장 큰 문제점은 충전을 하는 과정에서 열이 발생한다거고,

배터리가 100%일때~80%까지는 잘되는데, 80%에서 더 사용하면 전자가 잘 나오지 않아,

전압을 높여줘야돼, 그래야 배터리를 전부 쓸수있는데, 이 과정에서 고열이 발생하고,

충전 효율이 낮아지지. 차세대 배터리에 부적합하다는거야.

그래서 아주 얇게 만드는건데, 

수소 이온 배터리는 에너지 밀도를 1000만배도 높일수있어.

이 수소이온 공급 배터리의 기술을 현실화 하는데 단 1년만에도 가능하고,

100년이 걸려도 못할수도있지.

에너지 밀도를 100배 정도 높이는것은 매우 쉬운일인데, 

그만큼 배터리의 무게가 감소하게 되겠지. 

에너지 밀도가 10배 높고 무게가 1/4배 낮은 배터리를 장착할시, 

무게가 감소하면서 전기 소비량이 줄어드는데,

전 세계 전기 자동차를 운용하면서 아낄 에너지량이 어마어마하겠지.

이 혁신적인 기술의 상용화 가치는 천문학적이지.