중국, 90초 만에 충전하고 1만 회 충전에도 강력한 성능을 유지하는 그래핀-수소 배터리 개발

<90초에 충전할 수 있어 1만회의 사이클에 견디는 그래핀 수소 전지를 중국이 개발>

중국은 장시간의 충전과 짧은 배터리 수명의 시대를 끝낼 수 있는 차세대 에너지 저장 시스템을 발표했다. 이 새로운 그래핀-수소 하이브리드 전지는 그래핀의 초전도성과 수소화학의 고에너지 밀도를 조합한 것으로, 불과 90초만에 충전할 수 있을 뿐만 아니라 1만회 이상의 사이클을 거쳐도 성능의 큰 열화가 없다는 안정성을 가지고 있습니다.

이 혁신의 핵심은 급속 충전의 '고속도로' 역할을 하는 그래핀 구조에 있습니다. 그래핀은 탄소 원자 1층으로 이루어진 물질로 거의 저항 없이 광속에 가까운 속도로 전자를 운반할 수 있습니다. 거기에 수소를 분자 구조에 통합함으로써, 중국의 기술자들은 슈퍼커패시터와 같은 충전 속도와 기존의 리튬 이온 전지의 장기 축전 능력을 겸비한 전지를 만들었습니다. 그리고 현재의 디바이스를 괴롭히는 안전성이나 열화의 문제를 회피하고 있습니다.

리튬 이온 전지가 반복 충전으로 팽창이나 과열, 효율 저하를 일으키는 반면, 이 그래핀-수소 전지는 내구성을 중시해 설계되고 있습니다. 그 충전 사이클 수명은 1만회 이상으로, 가정용 전자 기기나 전기 자동차, 나아가 산업 규모의 전력 시스템에 있어서도 수십년의 사용이 가능합니다. 이것은 수년에 전자 폐기물이 되어 버리는 종래형 전지에의 세계적인 지속 가능한 대안이라고 할 수 있습니다.

특히 획기적인 것은 그 충전 속도입니다. 전기 자동차 및 전자 기기를 충전하는 데 30분에서 몇 시간을 기다릴 필요가 없으며, 이 새로운 기술은 2분 미만으로 만충전에 도달합니다. 실험에서는 고전류 부하 하에서도 전지는 냉각 상태를 유지하고 안정되어 있어, 리튬계 전지가 오랜 세월 안고 온 과열이나 화재의 리스크를 극복하고 있습니다.

적용 범위는 넓고 차세대 전기 자동차를 가솔린 차량보다 빠르게 충전할 수 있게 하는 것부터 재생 가능 에너지의 전력망에 통합하는 것까지 생각할 수 있습니다. 풍력발전이나 태양광발전이 순간적으로 충전할 수 있어 수십년 지속되는 전지에 에너지를 축적할 수 있게 되면, 다운타임이나 고액의 교환 비용을 배제할 수 있습니다. 또한 항공 우주 및 방위 산업에서도 신속한 배치 시스템으로의 도입이 검토되고 있습니다.

대량 생산이 예상대로 진행되면, 본 발명은 에너지의 상식을 다시 쓸 수 있습니다. 그래핀과 수소화학의 조합은 깨끗하고 초고속, 긴 수명의 전원을 실현해, 미래의 배터리를 향한 최초의 본격적인 한 걸음이 될지도 모릅니다.

출처: https://www.facebook.com/gijou.chen/posts/pfbid02iXAEhz696kntip8oV84Gu9eyAC5n67T8v3XrZsZYhTVo8Lno2qWzW5Ceg6gjW24Ll