본문 바로가기
책갈피

에너지 밀도 1000배 높은 배터리 만드는 원리.jpg

GravityNgc |2023.10.24 20:44
조회 41 |추천 0

 


리튬이온 배터리가 2차 전지 마지막 배터리라고 하지만,


사실 수소이온 배터리가 궁극의 2차 전지가 될수밖에 없어


수소는 리튬에 비해 같은 질량 대비 에너지 밀도를 1250배까지 높일수있는데,


너무 작아서, 전자를 결합한 상태의 수소는 운동량이 높아, 배터리로 사용하기 적합한 원자가 아니라는거야.


그래서 수소에서 전자를 빼았아 수소이온과 전자로 분리한 배터리를 만들자는거야.


 


이 배터리가 바로 궁극의 배터리이자. 같은 질량 대비 리튬이온에 비해 에너지밀도를 1250배까지 높일수있는데


수소이온 배터리야.


그런데 양극재에 양극활물질이 없는거지. 이 상태에서 충전을 시작하면 충전이 일어나지 않아.


하지만 양극재를 구성하는 원자의 전자를 빼앗을정도로 고전압이 되면 어느정도 충전이 되지.


전자가 충전기로 들어가고, 충전기에 있던 전자가 음극재로 가는데


양극재 부분에 전자가 없으면 충전이 이루어지지 않고 완전 충전이 되는거야.


그래서 A1의 수소공급관에서 수소를 공급하면서 충전을 시작하는거지.


그러면 수소에서 전자가 전선을 타고 음극재로 이동하고,


수소가 전자를 잃어버리면서 수소이온이 되어 분리막을 통과해 음극재에 쌓이게 되는거지.


원하는 에너지 밀도까지 충분하게 수소를 공급하면서 충전 이후에, 수소 밸브관을 잠그고,


배터리 뚜겅을 열고, 양극재 반응극을 분리해 흑연 양극재를 끼워넣고,


그 안에 전해액을 체워넣고, 배터리 뚜겅을 닫고, 출시하는거지.


이때 전해액에 특수한 성분이 들어가는데,


수소 이온과 전자가 만나서 환원 반응이 일어나지 않도록 전해액에 


에틸 메틸 카보네이트, 디 에틸 카보네이트를 첨가하는데,


이 전해액 성분은 리튬이온 배터리가 음극재와 양극재를 오가면서


환원 반응에 의해서 나무 뿌리처럼 리튬이온이 쌓여서 배터리 수명을 낮추고, 분리막을 뚫어서,


환원 반응을 억제하기 위해 첨가된 물질들이야.


이렇게 나무 뿌리처럼 환원과 산화반응에 의해 다시 쌓이는것을 덴트라이트 현상이라고하지.


이 유기용매를 넣어주고, 양극재와 음극재에 환원 반응이 일어나지 않는 물질로,


코팅을 해주게 되면 환원반응이 없어지면서,


수소이온이 음극재와 양극재 외부에 저장되고, 전자는 음극재와 양극재 내부에 저장되는거야.


수소 이온은 분리막을 두고 양극재와 음극재 외부에서만 이동하고,


전자는 전선을 타고 양극재와 음극재 내부에서만 이동을 하는거지.


수소이온 배터리로 배터리 크기가 1/1000배로 작아지게되면, 그 만큼 배터리의 무게가 낮아져


연비가 상승할텐데, 모든 전기차에 적용하면, 엄청난 이익이 있을꺼야.


기존 리튬 이온 배터리가 2000만원이면, 1/1000배로 작아진 배터리가 5천만원이야.


3천만원을 아끼기 위해서, 기존 리튬이온 배터리를 쓰면 연비가 그만큼 낮지.


쓰던 수소이온 배터리를 주고 차를 살때 할인해주는거야.


모든 전기차에 적용시 이 기술의 가치가 굉장히 높은데,


사실 이런 연비를 줄이는것은 일괄 적용하고, 옵션 판매를 안하는게 맞긴하지.


정부가 지원해서, 전기차에 기술을 전부 적용하면 매년 아끼는 석유량이 엄청 날테닌깐

추천수0
반대수0

공감많은 뉴스 시사

더보기

뉴스 플러스