나트륨이 배터리 시장을 어떻게 변화시킬 수 있는가?

May 06, 2023

더 저렴한 배터리가 곧 나올 수도 있습니다.

이 기사는 MIT Technology Review의 주간 기후 뉴스레터 The Spark에서 발췌한 것입니다. 매주 수요일 받은편지함으로 받아보려면 여기에서 가입하세요.

버클을 채우세요. 이번 주에는 배터리에 관해 이야기하고 있으니까요.

지난 몇 달 동안 저는 새로운 유형의 배터리에 대한 많은 발표를 접했습니다. 제가 듣고 있는 모든 약속이 사실로 판명될 경우 상황을 크게 뒤흔들 수 있는 배터리입니다.

새로운 도전자? 나트륨을 오늘날 대부분의 EV와 휴대폰, 노트북과 같은 장치에 전력을 공급하는 리튬으로 교환하는 나트륨 이온 배터리.

나트륨 이온 배터리는 올해 말부터 배터리 시장의 일부 구석구석에 진출할 수 있으며 EV 비용 절감에 큰 도움이 될 수 있습니다. . 나는 최근의 모든 발표에 대한 이야기를 썼고, 어떤 회사가 이러한 추세에 뛰어들고 있는지, 그리고 그들의 계획이 무엇인지 궁금하다면 읽어 보시기 바랍니다.하지만 이번 주 뉴스레터에서는 화학에 대해 좀 더 깊이 파고들어 세부 사항이 EV 배터리의 미래에 어떤 의미를 가질 수 있는지 생각해 보겠습니다.

오늘날 리튬이 배터리를 지배하는 이유 중 하나는 아주 간단합니다. 바로 크기가 작기 때문입니다.

내 말은 가장 문자 그대로 원자적인 의미에서 말입니다. 리튬은 세 번째로 가벼운 원소로 수소와 헬륨보다 무겁습니다. 결국, 작고 가벼운 배터리를 만들려고 한다면 현존하는 가장 가벼운 금속을 이기기가 어렵습니다.

무게와 크기를 줄이는 것은 iPhone에서 EV에 이르기까지 모든 제품을 만드는 목표입니다. 가볍고 강력한 배터리를 사용하면 휴대전화는 더 작아지고 자동차는 더 멀리 운전할 수 있습니다. 따라서 우리가 배터리 진행 상황을 측정하는 주요 방법 중 하나는 에너지 밀도, 즉 배터리가 주어진 크기에 얼마나 많은 에너지를 담을 수 있는지입니다.

기업들이 계획을 이행한다면 나트륨 기반 배터리는 올해부터 시장에 출시될 수 있습니다.

이러한 화학적 현실을 살펴보면, 리튬 이온 배터리가 1990년대 상업 데뷔 이후 폭발적으로 인기를 얻은 것은 전혀 놀라운 일이 아닙니다.많은 전력을 공급하기 위해 고전압에 도달하는 리튬 이온의 능력과 같은 다른 요인도 분명히 있지만 가볍고 휴대성이 있다는 이점은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다.

리튬이온 배터리도 기존 시장의 혜택을 누렸다. 리튬 이온 전지를 만드는 새로운 재료와 새로운 방법을 찾기 위해 전 세계를 샅샅이 뒤지고 있는 셀 수 없이 많은 연구자들이 있으며, 이를 더 많이 생산하는 회사도 많습니다. 이 모든 것이 효율성을 높여줍니다. 결과적으로 비용은 기본적으로 수십 년 동안 매년 감소했습니다(2022년을 제외하고).

동시에 에너지 밀도가 높아지고 있는데, 이는 제가 개인적으로 감사하게 생각하는 추세입니다. 왜냐하면 며칠 동안 휴대전화를 충전하는 것을 자주 잊어버리기 때문입니다. 일반적으로 며칠 동안 충전하는 것보다 지금 충전하는 것이 훨씬 더 좋습니다. 여러 해 전에.

그러나 리튬 이온이 오늘날 배터리 세계를 지배한다고 해서 그것이 경쟁을 영원히 압도한다는 의미는 아닙니다.

저는 이전에 배터리 산업에서 점점 더 많은 옵션이 늘어나고 있다는 점에 대해 글을 쓴 적이 있습니다. 주로 전력망의 고정식 저장 장치와 관련된 것입니다.이는 풍력이나 태양광과 같은 간헐적인 재생 에너지원으로 전환하는 데 특히 중요합니다.

오늘날 백업 시스템은 리튬 이온 배터리를 사용하는 경향이 있지만, 많은 회사에서는 훨씬 더 저렴하고 더 강력한 배터리를 만들기 위해 노력하고 있습니다. 즉, 많은 연구자와 기업은 고정식 보관용 배터리를 특별히 설계하기를 원합니다.

예를 들어, 새로운 배터리는 철이나 플라스틱과 같은 풍부한 재료로 만들 수 있으며, 유기 용매 대신 물을 사용하여 충전을 순환시켜 대규모 리튬 이온 배터리 설치의 안전성에 대한 지속적인 우려를 해결할 수 있습니다.