수소는 에너지 저장 효율이 매우 높은 원자임에도, 운동량이 높아서,
에너지 밀도를 높이기가 어려운 원자야.
높이려면 기압이 높아져서 위험해진다는거지.
그래서 이번에 창안된 것은 수소가 아닌 수소 이온으로 에너지를 저장하는 방식이야.
이 배터리가 바로 궁극의 수소이온 배터리인데,
양극활물질이 없는 대신 A1에 수소공급관이 존재하지.
양극재에는 양극재가 없고 양극 반응극이 있는데,
수소를 공급하면서, 충전을 시작하게 되면,
수소의 전자가 반응극을 통해 전선으로 가, 충전기에 들어가고,
충전기에 있던 전자가 음극재로 들어가는거지.
그리고 수소는 전자를 잃어버려 수소이온이 되어 분리막 C1을 통과해 음극재에 저장되는거야.
이렇게 계속 충전을 하다가 더이상 충전이 되지 않으면, 수소공급관 밸브를 잠그고,
배터리의 뚜겅을 열고, 반응극을 분리하고,
양극을 띄는 그래핀 탄소멀티나노튜브를 장착하고, 전해질을 넣고,
배터리 뚜겅을 닫는거지.
음극재는 그래핀 탄소멀티나노튜브인데,
멀티 나노튜브의 경우 촘촘하게 설치해서 에너지 밀도를 높이는거야.
수소는 가장 작은 원소이기 때문에, 탄소멀티나노튜브에서도 침투가 쉽지.
탄소 1개에 수소이온이 4개가 결합돼,
음극재에 탄소는 금속 결합이루어져있고, 수소이온과 이온 결합을 통해, 탄소와 결합해 수소가 발생하지 않는거야.
자유전자가 생겨 수소이온과 반응하게 되면 수소가 되는데, 이것을 원천적으로 차단하는거지.
수소가 수소이온과 전자로 분리되어서, 수소이온은 음극재와 양극재 외부에서 전해질을 통해서, 분리막을 통과하면서
이동하고, 전자는 전선을 통해서, 음극재와 양극재 내부에서 이동하는거야.
이 궁극의 수소이온 배터리는 에너지 밀도를 리튬이온에 비해 약 1250배까지 높일수있어.
이 말은 배터리 크기는 100배 작아지고 용량은 10배까지 높아질수있다는 말이지.
배터리의 무게를 작게 만들어 연비를 좋게 만들고, 리튬이온이 아니라 수소로 배터리를 만들어서,
배터리 생산 단가를 크게 낮출수있는거야.
이 신기술로 배터리의 혁신을 단 1년만 빠르게 앞당겨도 수십조, 수백조의 이익이 발생한다고 볼수있어.
수소 이온 배터리가 2차 전지 배터리 혁명을 가져다 줄 궁극의 배터리라고 할수있지.
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