수소는 리튬이온 배터리에 비해 같은 질량대비 에너지를 약 1250배정도 더 저장할수있는데,
수소는 너무 작은 원자라 전자와 결합되면 운동량이 높아서,
배터리에 사용되기 적합한 원자가 아니라고들 하지.
그래서 수소에서 전자를 분리해서 배터리를 만드는거야.
이 수소이온 배터리의 양극재에 양극활물질이 없이, 반응극을 설치하는거지.
대신 A1의 수소 공급관에서 수소를 공급하는거야.
양극재 부분에 수소가 가득찬 상태에서, 충전을 시작하면 충전기의 전자가 음극재로 가면서,
양극재 부분에 있는 수소의 전자를 끌어당겨, 수소가 전선을 타고 충전기로 들어가고,
충전기에 있던 전자가 음극재에 쌓이게 되는 원리야. 양극재 부분이 수소가 줄어들어,
흐름이 끊기면 충전이 되지 않고 완전 충전되는거지.
수소는 전자를 잃어버려 수소이온이 되어 분리막 C1을 통과해 음극재에 쌓이게 돼,
원하는 에너지 밀도로 충전을 시킨 이후에, 수소 밸브관을 잠그는거야.
그리고 충전을 계속하다가, 충전이 안되면 그때 배터리 뚜겅을 열고,
양극재 반응극을 분리하고, 양극을 띄는 흑연을 설치하고, 그 안에 전해액을 넣은뒤,
뚜겅을 닫고, 출시하는거지.
2차전지 하면 덴트라이트 현상이 일어나는데,
리튬이온 배터리가 리튬염이 산화되고 환원되는 과정에서 나무의 뿌리처럼 생겨나면서
분리막을 뚫고 지나가면서, 배터리가 고장나는 경우가 있어.
그래서 전해액에 에틸렌카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 프로필렌카보네이트(PC),
에틸메틸카보네이트(EMC) 및 디메틸카보네이트(DMC)등을 혼합해서 사용하는데,
이 전해액에 의해서 코팅이 되면서, 리튬이온이 산화 및 환원 반응이 일어나지 않도록 하는거지.
그런데 이것을 넘어서 음극재와 양극재 외부에 수소이온의 환원 방지 물질을 따로 코팅을 해주는거야.
그러면 에너지 밀도를 1000배를 높여도 수소이온과 전자가 다시 만나 수소가 되는일이 없게 만드는거지.
그러면 수소 이온이 음극재와 양극재 외부에서 분리막을 통과해 전해액을 통해 이동하고,
전자는 음극재와 양극재 내부에서 전선으로만 이동하는거지.
전자와 이온이 만나지 않도록하는거야.
리튬이온보다 에너지밀도가 1000배만 높일수있다면 배터리 크기를 같은 용량 대비100배 작게 만들수있어.
만약에 음극재 부분에 수소 이온농도가 PH0에서 PH-7이 된다면, 에너지 밀도는 10,000,000배 높아지게 되는데,
배터리의 크기를 줄일수있지만, 무게는 증가하겠지.
수소이온은 리튬이온 배터리보다 같은 질량 대비 1250배정도 에너지를 더 저장할수있기때문에,
궁극의 배터리가 되는거야.
리튬 이온에 비해 에너지 밀도를 100배~1000배를 높은 배터리의 크기를 1/100배로 줄여서,
기본 셀로 정하고, 배터리 모듈에 체워넣고, 만들어진 모듈을 팩에 넣어, 출력을 높이면서, 크기도 줄이는거야.
그러면 최종적으로 만들어진 전기차 배터리의 크기가 100배~1000배가 작아질수있다는 말이지.
배터리 팩을 작게 만들수있어서 수리 교체도 매우 간단하고,
생산 비용도 낮아지고, 자동차 공간도 줄어들고, 무게도 줄어서 연비도 대폭 늘어나지.
에너지 밀도를 1000배를 높여, 1000배 크기가 작아진 이런 배터리 팩을 10개 장착하면,
한번 충전으로 무게는 100배 작아졌는데, 10배 이상 더 오래 운전할수있게 되는거야지