2022년 3월 8일 화요일

배터리의 미래는 전고체가 아니라 바로 이것

내연기관에서 전기차로의 전환의 시대가 도래하면서 배터리에 대한 관심은 더욱더 커졌습니다. 현재 가장 널리 사용되고 있는 리튬이온배터리의 단점을 극복할 수 있는 전고체 배터리는 흔히들 배터리의 미래라고 말합니다. 하지만 진정한 배터리의 미래는 따로 있습니다. 

마이크로소프트 캐패시터는 수명을 늘리고 매우 빠른 충전을 가능하게함으로써 우리가 필요로 하는 진정한 배터리의 미래라고 할 수 있습니다. 슈퍼 캐패시터는 현재 스마트폰에서 전기자동차까지 모든 분야의 제조업체들의 전자 부품들로 사용을 위한 연구와 개발에 많은 투자를 하고 있습니다.
                                            (슈퍼 캐패시터 구조 ) 

슈퍼 캐패시터는 절연층으로 분리된 두 개의 전기도체로 구성됩니다. 일반 배터리에 비해 훨씬 더 빠른 충전과 보다 효율적인 에너지 배분 및 충전 및 방전 사이클이 크고 손실이 없어 더 긴 수명을 유지할 수 있는 한마디로 말해 '배터리의 꿈'과 같은 존재라고 할 수 있습니다. 따라서 전기 자동차에 슈퍼 캐피시터를 적용할 경우 배터리 수명을 최대 4배 까지 올릴 수 있다라고 합니다. 다시 말해 슈퍼 캐패시터가 전기차의 양산이 될 경우 산업기술적인 측면과 최종소비자에 경제적인 측면 모두에서 엄청난 이익을 가져올 수 있다라는 의미입니다.

현재의 수퍼 캐패시터를 양산하는데 가장 큰 문제점은 바로 제조 기술력의 부재입니다. 현재 슈퍼 캐피시터 크기가 지나치게 크기 때문에 사용이 원활하기 위해서는 사이즈를 축소 하는 것이 최대의 관건이라 하겠습니다. 이를 위해 스웨덴의 공과 대학 연구팀은 제조공장에 스핀코팅 하는 방법을 적용하려고 하고 있습니다. '스핀코팅' 방법을 사용하면 다른 전극 재료를 선택하는데 유리하고 또한 감소된 그래핀산화물의 알킬아민 체인을 사용하여 더 높은 충전 용량을 확보할 수 있는 장점이 있습니다. 
                                        (슈퍼캐패시터 충.방전 원리)

결국 양산화를 위해선 제조비용을 현실화하는 것이 가장 중요한 문제라고 할 수 있습니다 이를 위해선 생산 기술의 발전이 필요하며 실용적인 적용을 위한 확보가 용이한 재료에 발굴도 필요한 부분입니다. 
아직 양산화를 위한 많은 어려움들이 직면에 있지만 언제나 그랬듯이 기술의 진보는 난제를 만났을 때 이루어진다라는 것을 잊지 말아야 하겠습니다. 


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