알루미늄, 황 및 염으로 만든 배터리는 빠르고 안전하며 저렴하다.
2022년 8월 24일
MIT의 엔지니어들은 알루미늄 , 황 및 염과 같은 일반적인 재료를 사용하여 새로운 배터리 디자인을 개발했다. 배터리는 저렴할 뿐만 아니라 화재 및 고장에 강하고 매우 빠르게 충전할 수 있어 가정에 전력을 공급하거나 전기 자동차를 충전하는 데 유용할 수 있다.
리튬이온 배터리는 신뢰성과 높은 에너지 밀도 덕분에 지난 수십 년 동안 이 분야를 지배해 왔다. 그러나 리튬은 점점 희소해지고 더 비싸지고 있으며, 전지가 손상되거나 부적절하게 사용되면 폭발하거나 화염에 휩싸일 수 있어 위험할 수 있다. 특히 세계가 재생 에너지와 전기 자동차로 전환함에 따라 더 저렴하고 안전한 대안이 필요하다.
그래서 MIT 팀은 쉽게 구할 수 있고 저렴한 재료로 새로운 유형의 배터리를 설계하기 시작했다. 검색과 약간의 시행착오 끝에 그들은 한 전극에는 알루미늄을, 다른 전극에는 황을 사용하고 용융된 클로로-알루미네이트 염의 전해질로 마무리했다. 이 모든 재료는 저렴하고 흔할 뿐만 아니라 인화성이 없으므로 화재나 폭발의 위험이 없다.
테스트에서 팀은 새로운 배터리 셀이 수백 번의 충전주기를 견딜 수 있고 일부 실험에서는 1분 미만으로 매우 빠르게 충전할 수 있음을 보여주었다. 전지 가격은 비슷한 크기의 리튬 이온 전지 가격의 1/6에 불과하다.
최대 200°C(392°F)의 고온에서 작동할 수 있을 뿐만 아니라 실제로 더 뜨거울 때 더 잘 작동한다. 110°C(230°F)에서는 배터리가 25°C에서보다 25배 빠르게 충전됩니다. (77 °F). 중요한 것은 연구원들은 배터리가 이 높은 온도에 도달하기 위해 외부 에너지가 필요하지 않다고 말한다. 일반적인 충전 및 방전 주기는 배터리를 따뜻하게 유지하기에 충분하다.
전해질의 염 유형은 녹는점이 낮기 때문에 선택되었지만 동시에 또 다른 이점이 있다. 자연적으로 수상 돌기의 형성을 방지한다. 단락을 일으킬 때까지 두 전극 사이에서 점차적으로 성장하는 이러한 금속 덩굴손은 배터리, 특히 리튬 이온 전지의 주요 장애물이다.
팀은 이 배터리 설계가 재생 가능한 소스에서 개별 가정에 전력을 공급하는 것과 같이 수십 킬로와트시의 규모에 가장 적합할 것이라고 말한다. 또한 급속 충전 덕분에 전기 자동차의 충전소로도 유용할 수 있다. 용융염 전해질과 알루미늄 및 니켈 전극을 사용한 최근 설계 와 같은 다른 유형의 배터리 는 그리드 규모에서 더 잘 작동할 수 있다.
알루미늄-황 배터리에 대한 특허는 설계를 설명하는 연구의 저자 중 한 명이 공동설립한 Avanti라는 분사 회사에 허가되었다. 비즈니스의 첫 번째 순서는 대규모로 구축하고 스트레스 테스트를 통해 실행하는 것이다.
