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Oct 22, 2023

알루미늄이란?

공기로 작동하는 EV 배터리? 가입해주세요. 전기차 시장이 계속되면서

공기로 작동하는 EV 배터리? 가입해주세요.

EV 시장이 지속적으로 추진력을 얻으면서 일부 자동차 구매자는 여전히 주행 거리와 리튬 이온 배터리 안전성에 대해 우려하고 있습니다. 이러한 타당한 문제를 해결하기 위해 새로운 배터리 기술을 개발하는 데 많은 돈과 시간이 소요됩니다.

최근 몇 년 동안 기업들은 알루미늄과 공기를 기반으로 하는 오래되었지만 개선된 배터리에 투자해 왔으며, 이는 EV 산업을 크게 발전시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 알루미늄-공기(Al-air) 배터리는 EV 배터리의 판도를 바꿀 것으로 보이지만 그것이 모두 과장된 것일까요?

전기자동차는 순제로 미래를 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. 하지만 리튬이온 배터리에 대한 주행거리 불안과 안전성 문제는 전기차 시장 성장을 가로막는 장애물이다. 리튬 이온 배터리는 EV 혁명을 주도해 왔지만 여전히 주행 가능 거리가 400마일로 제한되어 있어 장거리 여행에 문제가 될 수 있습니다.

외딴 지역에서 충전소를 찾고 EV가 충전될 때까지 기다리는 번거로움으로 인해 잠재 구매자가 미루어질 수 있습니다. 배터리 성능 저하, 누출 및 과충전과 같은 기타 인식된 리튬 배터리 문제도 해당 사례에 큰 도움이 되지 않습니다. 다른 모든 배터리 기술과 함께 Al-air 배터리는 재충전할 필요가 없기 때문에 많은 관심을 받고 있습니다.

이 배터리의 개념은 1960년대로 거슬러 올라갑니다. 그러나 전해질은 부식성이 강하고 독성이 강해 상업적으로 사용할 수 없었습니다. 영국 왕립 해군 공병 장교인 트레버 잭슨(Trevor Jackson)은 2001년에 배터리를 안전하게 사용할 수 있도록 실험을 시작했습니다. Al-Air 배터리는 알루미늄 합금판을 양극, 공기 음극, 물과 같은 무독성 전해질, 은 촉매로 구성됩니다.

기존 EV 배터리에는 서로 다른 재료로 만들어진 양극 1개와 음극 2개의 전극이 있고 그 사이에 전해질이 있습니다. 배터리를 사용하면 이온이 양극에서 전해질을 거쳐 음극으로 흐릅니다. 충전하는 동안 이온은 양극으로 다시 반대 방향으로 흐릅니다.

Al-air 배터리는 연료전지와 유사하게 작동합니다. 양극에는 알루미늄을, 음극에는 산소를 사용합니다. 그 결과 에너지 밀도가 훨씬 높아집니다. 현재 EV에 사용되는 리튬 이온 배터리보다 약 8~9배 더 커 전력이 상당히 증가합니다. 에너지 밀도는 배터리가 단위 질량당 저장할 수 있는 에너지의 양을 나타냅니다. 전력 밀도는 단위 질량당 얼마나 많은 순간 에너지를 전달할 수 있는지를 측정합니다.

양극은 알루미늄이 산화되면서 전자를 방출하고, 음극은 산소를 환원시켜 전자를 방출함으로써 전기 에너지를 생성합니다. 부하는 외부 회로를 통해 이동하는 전자에 의해 생성된 전류에 의해 전력을 공급받을 수 있습니다. 최종 결과는 양극에 백색 분말이 형성되는 것입니다.

알루미늄은 지각에서 세 번째로 흔히 발견되는 천연 자원이며 지구상에서 가장 풍부한 금속이므로 결코 고갈되지 않을 것입니다. 알루미늄은 부드러움으로 인해 작업하기 쉽고 리튬과 달리 안정적입니다. 게다가 독성도 없습니다. 리튬 이온 배터리에 비해 Al-공기 배터리의 다른 장점은 다음과 같습니다.

이러한 장점에도 불구하고 이 배터리에는 몇 가지 단점이 있습니다. 첫째, 1차 전지라는 단점이 있다. 기본적으로 배터리가 방전되거나 비어 있으면 재충전할 수 없습니다. 또한, 배터리 내부의 공기가 알루미늄 양극을 부식시킵니다. 따라서 배터리의 알루미늄판을 교체해야 하며, 이는 비용이 많이 들 수 있습니다. 또한 배터리 생산 비용은 배터리에 포함된 은 가격 변동에 영향을 받을 수 있습니다.

과학자들은 EV 시장을 장악하고 있는 리튬이온 배터리의 단점으로 인해 더 나은 배터리를 개발해 왔습니다. 리튬이온 배터리에 사용되는 리튬, 니켈, 코발트는 전 세계 특정 지역에서만 발견되는 희토류 금속입니다. 현재 EV는 도로 위 차량의 6%를 차지하고 있으며 이러한 금속 채굴이 잘 진행되고 있습니다. EV 수치가 50% 또는 80%로 올라갈 때를 상상해 보십시오. 리튬 이온 배터리의 다른 단점은 다음과 같습니다.