어떤 신흥 배터리 기술이 우리의 미래를 정의할 것인가?

혁신의 근원 -새로운 배터리 기술은 에너지 전환과 전기 자동차부터 의료 애플리케이션에 이르기까지 다양한 산업에 영향을 미칠 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다.

자동차부터 의료기기까지 현대 생활은 배터리에 크게 의존하고 있습니다. 에너지를 효율적으로 저장하는 능력은 소형 장치부터 대형 SUV에 이르는 장치에 전원을 공급하는 데 매우 중요합니다. 이에, 배터리 성능을 향상시키기 위한 노력이 지속적으로 이루어지고 있다. 최첨단 배터리 기술 환경은 어떤 모습일까요? 가까운 미래에 어떤 획기적인 발전을 기대할 수 있습니까?

비엔나 공과대학교(University of Technology Vienna)의 연구원들은 기존 리튬 이온 배터리에 비해 몇 가지 장점을 제공하는 산소 이온 배터리를 개발했습니다. 산소 이온 배터리는 에너지 밀도가 낮지만 저장 용량을 재생하여 잠재적으로 수명을 연장할 수 있습니다. 이 배터리는 불연성 재료로 제작되었으며 희소 원소가 필요하지 않으므로 재생 가능 에너지원에서 전기 에너지를 저장하는 대규모 에너지 저장 시스템에 탁월한 선택입니다.

요하네스 케플러 대학교(Johannes Kepler University)의 오스트리아 연구원들이 최초의 신축성과 생분해성 배터리를 개발했습니다. 이 혁신적인 배터리는 수용성이며 체내에서 쉽게 분해되며 웨어러블 및 의료용 임플란트에 사용하도록 설계되었습니다. 기존 배터리에는 독성 금속이 포함되어 재활용이 어려운 경우가 많았지만, 이번 혁신은 엘라스토머, 마그네슘, 산화몰리브덴, 생분해성 젤을 구성에 사용하여 이러한 한계를 극복했습니다.

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프라운호퍼 레이저 기술 연구소(Fraunhofer Institute for Laser Technology)의 연구원들은 리튬 이온 배터리 생산에서 에너지 효율성을 높이는 두 가지 획기적인 레이저 기반 제조 공정을 개발했습니다. 다이오드 레이저 건조 시스템은 에너지 소비를 50% 줄이고 산업 규모의 공간 요구 사항을 60% 줄입니다. 또한 고출력 초단 펄스(USP) 레이저는 배터리 전극에 리튬 이온 고속도로를 생성하여 전력 밀도와 서비스 수명을 높입니다.

델프트의 네덜란드 과학자들은 다섯 가지 염을 함께 혼합하여 리튬 이온 배터리의 수명을 연장하는 방법을 개발했습니다. 이 혁신적인 접근 방식은 파손된 전해질 층을 안정화하여 배터리 수명을 향상시키고 전기 이동성과 태양광 및 풍력 에너지의 단기 저장에 이점을 제공합니다. 연구원들은 또한 리튬에 대한 의존도를 줄일 수 있는 차세대 나트륨 이온 배터리에 이 전해질 개념을 적용할 수 있는 가능성을 조사하고 있습니다.

포스텍과 서강대 연구진이 전기차 주행거리를 ​​10배 이상 늘릴 수 있는 리튬이온 배터리용 고용량 양극재를 개발했다. 기존의 흑연 양극을 실리콘 양극 및 층상 하전 폴리머로 대체함으로써 안정적이고 신뢰할 수 있는 재료를 만들었습니다. 이러한 발전은 전기 자동차 부문에서 증가하는 고용량 배터리 수요를 충족하고 전기 자동차 채택을 통해 기후 변화에 대처하는 데 기여할 수 있습니다.