Down Under에서는 짜릿한 무언가가 양조되고 있으며, 이는 또 다른 Crocodile Dundee 영화가 아닙니다. 호주 연구원들은 배터리 세계의 큰 도약을 자랑하며 잠재적으로 전기 자동차와 스마트폰 모두의 판도를 바꿀 수 있습니다. 게임체인저의 이름은? 리튬황(Li-S) 배터리.
멜버른의 Monash University에서 개발된 새로 제작된 Li-S 배터리 디자인은 우리 모두가 알고 있는 기존 리튬 이온 배터리에 비해 인상적인 일련의 이점을 제공합니다(때로는 마지못해 교체하기도 함). 절반의 비용으로 울리는 동안 무려 5배의 에너지를 보유하는 새로운 배터리 기술은 전 세계가 찾고 있던 성배처럼 보입니다.
이 발전의 핵심은 사용되는 리튬의 양을 줄이고 배터리 수명을 크게 늘리는 데 있습니다. 하지만 주목을 끄는 것은 단지 향상된 수명만이 아닙니다. 이러한 Monash 마법사는 "나노다공성 폴리머 코팅 리튬 포일 양극"을 도입했습니다. 이는 간단히 말해서 지갑에 더 쉽고 더 많은 에너지를 담을 수 있는 멋진 새 디자인입니다.
역사적으로 Li-S 배터리에는 "원치 않는 화학"이 있었습니다. 리튬 양극과 황 음극이 혼합되기로 결정했을 때 나무와 같은 구조인 수상돌기가 생성되어 배터리와 전해질이 저하됩니다. 결과적으로 이러한 배터리는 때때로 50사이클만 지나면 종료되는 경우가 있습니다. 그리고 다소 극적인 출구에서는 때때로 단락이 발생하여 가연성 전해질에 불이 붙기도 했습니다. 배터리 랜드(Battery Land)의 드라마틱한 드라마처럼 들리죠? 음, 리튬 이온 배터리도 무죄가 아니며 때때로 화염에 휩싸입니다.
그러나 항상 열정적인 박사 과정 학생 Declan McNamara가 이끄는 Monash 연구원은 이러한 멜로드라마 문제에 대한 해결책을 고안했습니다. 종이 한 장보다 얇고 작은 구멍(너비 1나노미터 미만)으로 가득 찬 폴리머 코팅은 일종의 감시자 역할을 합니다. 이는 다른 방해 화학물질을 방해하면서 리튬 이온이 자유롭게 돌아다니는 것을 허용합니다. McNamara에 따르면 이 코팅은 간수 역할을 할 뿐만 아니라 리튬의 충전 및 방전을 돕는 지원 시스템 역할도 합니다.
McNamara는 "금속 리튬을 무한한 에너지를 가진 십대로 생각한다면 불량 배터리는 그 에너지를 낭비하게 만들 뿐입니다"라고 McNamara는 설명합니다. "그러나 올바르게 활용되면 이 에너지는 생성하기 쉬운 뛰어난 저장 장치로 이어질 수 있습니다. 이 새로운 코팅을 통해 우리는 효율적인 Li-S 배터리 제조에 한 걸음 더 가까워질 수 있습니다."
McNamara를 지지하는 Mainak Majumder 교수는 이 연구가 이전에 Li-S 배터리의 아킬레스건으로 알려져 있던 급속한 붕괴로부터 Li-금속을 보호하기 위한 새로운 청사진을 제시했다고 지적합니다. 싱크탱크의 또 다른 회원인 매튜 힐(Matthew Hill) 교수에 따르면, 이러한 배터리는 특히 전기 자동차, 항공기 및 전자 제품에 대한 수요가 급증함에 따라 첨단 에너지 솔루션에 목마른 시장에서 차세대 혁신 기술이 될 수 있습니다.
현재 Li-S 배터리가 각광을 받고 있는 동안 배터리 세계가 광대하다는 점을 기억하는 것이 중요합니다. 아연이온, 나트륨이온, 철공기 등 다른 신흥 경쟁자들도 리튬이온의 오랜 지배력에 도전하기 위해 파이 한 조각을 놓고 경쟁하고 있습니다.
