과학자들은 리튬 에너지 밀도의 4배를 갖춘 새로운 배터리를 환영합니다.

미국 기술 연구 센터 아르곤(Argonne)의 과학자와 엔지니어들은 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가 4배 더 높은 새로운 배터리를 개발했다고 밝혔습니다.

일리노이 공과대학(IIT)과 미국 에너지부(DOE) 아르곤 국립 연구소의 연구원들은 새로운 배터리가 EV에 1,600km 이상 주행할 수 있으며 언젠가는 가정용 전력으로도 사용될 수 있다고 말합니다. 비행기와 장거리 트럭.

Argonne은 보도 자료에서 "이 리튬 공기 배터리의 주요 새 구성 요소는 일반적인 액체 전해질 대신 고체 전해질입니다."라고 말했습니다.

"그만큼고체 전해질을 사용한 배터리 화학은 잠재적으로 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도를 4배까지 높일 수 있어 주행 거리가 길어집니다."

Argonne 특별 연구원인 Larry Curtiss는 리튬 공기 배터리가 리튬 이온을 넘어 차세대 배터리로 고려되는 모든 배터리 기술 중에서 가장 높은 예상 에너지 밀도를 가지고 있다고 말합니다.

Curtiss는 "10년 넘게 Argonne과 다른 곳의 과학자들은 공기 중의 산소를 활용하는 리튬 배터리를 개발하기 위해 초과 근무를 해왔습니다."라고 말했습니다.

Argonne은 과거 리튬-공기 설계에서는 리튬 금속 양극의 리튬이 액체 전해질을 통해 이동하여 방전 중에 산소와 결합하여 음극에서 과산화리튬(Li2O2) 또는 초산화물(LiO2)을 생성했다고 말합니다.

과산화리튬 또는 과산화물은 충전 중에 리튬과 산소 성분으로 다시 분해됩니다. 이 화학적 순서는 필요에 따라 에너지를 저장하고 방출합니다.

Argonne은 새로운 고체 전해질이 나노입자 형태의 상대적으로 저렴한 요소로 만들어진 세라믹 폴리머 재료로 구성되어 있다고 말했습니다. 이 새로운 고체는 방전 시 산화리튬(Li2O)을 생성하는 화학 반응을 가능하게 합니다.

과산화물 리튬 또는 과산화물에 대한 화학 반응은 산소 분자 당 저장된 전자 1~2개만 포함하는 반면, 산화 리튬의 화학 반응은 4개의 전자를 포함한다고 Argonne 화학자 Rachid Amine은 말했습니다.

Argonne은 새로운 리튬-공기 설계가 실온에서 4전자 반응을 달성한 최초의 리튬-공기 배터리라고 말했습니다. 또한 주변 환경으로부터 공기에 의해 공급되는 산소로 작동합니다.

공기로 작동할 수 있는 기능 덕분에 산소 탱크를 작동할 필요가 없어졌습니다. Argonne은 이것이 초기 설계의 문제였다고 말합니다.

Curtiss는 "추가 개발을 통해 리튬 공기 배터리에 대한 새로운 설계가 킬로그램당 1200와트시라는 기록적인 에너지 밀도에 도달할 것으로 기대합니다"라고 말했습니다. ​"이는 리튬 이온 배터리보다 거의 4배 더 좋습니다."

비교를 위해 Tesla의 새로운 4680 셀은 272-296Wh/kg의 에너지 밀도를 가지며 이는 현재 표준에 따라 매우 높은 것으로 간주됩니다. 그 밀도의 4배에 달하는 새로운 셀은 한 번 충전으로 1000km 이상 비행할 수 있는 항공기를 포함하여 모든 종류의 가능성을 열어줄 것입니다.

Daniel Bleakley는 엔지니어링 및 비즈니스에 대한 배경 지식을 갖춘 청정 기술 연구원이자 옹호자입니다. 그는 전기 자동차, 재생 에너지, 제조 및 공공 정책에 큰 관심을 가지고 있습니다.