리튬 없는 전기차 배터리, 칼륨 실리케이트로 만든 차세대 배터리의 가능성

2050년까지 탄소 중립을 달성하기 위해 약 20억 대의 전기차가 도로를 달려야 한다는 전망이 있다. 그러나 전기차가 사용하는 리튬 이온 배터리는 리튬, 코발트, 니켈과 같은 희소한 원소에 의존하고 있으며, 이는 대규모 생산에 있어 큰 제약이 되고 있다. 이러한 희귀 자원의 공급 문제와 환경적 지속 가능성을 고려할 때, 우리는 리튬에 의존하지 않는 새로운 배터리 기술을 절실히 필요로 하고 있다.

 

 

 

이러한 필요성에 부응해 덴마크 기술대학교(DTU)의 연구진은 전기차 배터리에서 리튬을 대체할 수 있는 새로운 소재를 개발했다. 이 소재는 지구상에서 가장 풍부한 광물 중 하나인 칼륨 실리케이트로 만들어졌다. 실리케이트는 흔히 해변이나 정원에서 발견되는 암석에 포함된 광물로, 공기와 습기에 강한 저항성을 가진다. 이러한 특성 덕분에 이 소재는 배터리 내부에 종이처럼 얇은 층으로 성형될 수 있으며, 이를 통해 리튬 이온 배터리의 단점으로 지적된 불안정성과 화재 위험을 대폭 줄일 수 있다.

 

더욱이 이 배터리는 고체 상태에서 이온이 이동하는 방식을 채택해, 현재의 액체 기반 리튬 이온 배터리보다 더 빠르게 충전되고, 더 높은 효율성을 보인다. 이러한 혁신적인 고체 상태 배터리는 해양 센서와 같은 고온, 고습 환경에서도 안정적으로 작동하도록 설계되었다.

 

이 기술을 개발한 모하메드 코쉬칼람 교수는 천연 실리케이트 광석이 가지는 내구성과 안정성에 주목하여, 이를 배터리 소재로 활용하는 방법을 연구해왔다고 설명한다. 암석 기반 배터리는 기존의 리튬 이온 배터리에 비해 안전성, 경제성, 지속 가능성 측면에서 많은 이점을 제공한다. 특히, 가연성 유기 용매를 사용하지 않기 때문에 제조 비용을 낮추고, 배터리 수명 연장 및 환경 친화적인 특성을 갖추고 있다. 그러나 상용화까지는 아직 시간이 필요하다. 연구팀은 향후 1~2년 내에 시연 배터리를 개발해 기업과 투자자들에게 이 기술의 가능성을 입증할 계획이다.

 

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