정부 연구원들은 더 나은 것을 목표로 하고 있습니다.

에너지부 연구원들은 많은 에너지를 저장할 수 있는 저렴한 배터리를 만드는 새로운 방법을 찾기 위해 배터리 제조업체와 협력하고 있습니다.

에너지부는 미래 배터리의 재설계 및 비용 절감을 돕기 위해 배터리 제조업체와의 파트너십을 확대하고 있습니다.

이들 회사에는 삼성전자(Samsung Electronics Co. Ltd.)와 파나소닉(Panasonic Corp.)이 포함되며, 이러한 노력은 더 나은 배터리에 대한 세계적 수요가 증가하는 가운데 미국이 다른 국가와 경쟁할 수 있도록 돕기 위한 것입니다. 이 기술을 사용하는 전기 자동차와 재생 에너지의 발전과 함께 보다 비용 효율적인 배터리에 대한 필요성이 높아졌습니다.

DOE 연구의 대부분은 많은 에너지를 저장할 수 있는 저렴한 배터리를 만드는 새로운 방법을 찾는 등 재료에 중점을 두었습니다. 지난주 NREL이 발표한 보고서인 "미래를 위한 동력 제공"에 요약된 이러한 움직임은 코발트, 흑연 및 니켈의 필요성을 제한하도록 배터리 설계를 변경함으로써 희소한 수입 재료에 대한 배터리 의존도를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

NREL의 전기화학 에너지 저장 그룹 책임자인 Matt Keyser는 미국과 전 세계에 풍부하게 존재하는 단단하고 깨지기 쉬운 결정질 원소인 실리콘의 사용이 "차세대 새로운 큰 사건이 될 가능성이 높습니다"라고 말했습니다. 골든, 콜로라도.

실리콘은 일반적으로 배터리에 사용되는 흑연보다 4~5배 더 많은 전기를 저장할 수 있기 때문에 이러한 움직임으로 인해 배터리 팩의 크기와 무게가 줄어들 것입니다. Keyser는 "가능한 가장 작은 질량에 많은 에너지를 저장할 수 있기를 원하기 때문에" 대형 항공기에서 배터리 사용을 장려할 수 있다고 말했습니다.

전기차 배터리 크기는 그대로 유지하면서 주행거리가 30~40% 늘어난다는 점도 유망한 결과다.

"우리는 아직 거기에 도달하지 못했습니다."라고 Keyser는 말했습니다. 리튬을 사용하면 실리콘에 균열이 생겨 수명이 단축된다는 점을 지적했습니다. "3~5년만 더 지나면 그 정도는 될 것 같아요."

NREL 보고서에 따르면 이러한 자신감의 일부는 엔지니어가 실험용 배터리의 미세한 변화를 발견하고 추적하는 데 도움이 되는 강력한 새 스캐너와 컴퓨터에서 비롯됩니다.

또 다른 부분은 배터리 제조업체가 에너지 저장 용량이 약해질 때 오래된 배터리를 파쇄하는 대신 기존 배터리의 특정 재료를 교체하고 재활용할 수 있도록 하는 보류 중인 설계 변경에서 비롯됩니다.

배터리는 전기를 생성하고 저장하기 위해 재료 간의 복잡한 협력이 필요합니다. 일반적으로 액체인 전해질 내에 양극이라고 불리는 음극이 있어야 하며, 이 물질은 음극이라고 불리는 양극으로 전류를 흐르게 합니다.

NREL의 배터리 팀은 양극과 음극 모두에서 다른 재료와 함께 다양한 리튬 혼합물을 사용하는 데 중점을 두고 있습니다. Keyser에 따르면 그 과정에서 그들은 비용이 많이 드는 코발트와 흑연을 줄이는 방법을 찾고 있습니다.

배터리 팀에서 일하는 또 다른 NREL 재료 전문가인 Tony Burrell은 셀 내의 서로 다른 구성 요소가 서로 잘 작동하는지 확인하는 데 진전이 있다고 말했습니다. 그는 팀 보고서에서 실리콘과 같이 새로 도입된 일부 재료의 불리한 행동이 보호 코팅에 의해 감소되고 있다고 언급했습니다.

존 바이올렛E&E뉴스 기자입니다.

로렌 J. 영

루크 테일러와 네이처 매거진

Chelsea Harvey와 E&E 뉴스

Tim Vernimmen과 Knowable Magazine

다이아나 레이스 | 의견

마농 비쇼프

존 바이올렛