AI, 배터리에서 리튬 사용량을 줄일 수 있는 신소재 발견

리튬의 부담을 더는 인공지능의 새로운 해결책

 

우리 일상에서 흔히 사용하는 스마트폰, 노트북, 전기차 등에는 '리튬 이온 배터리'라는 중요한 부품이 들어 있습니다. 이 배터리는 전기를 저장해 우리가 필요할 때 사용할 수 있도록 해줍니다. 그러나 이 배터리를 만드는 데 필요한 '리튬'이라는 원소는 지구에서 쉽게 구할 수 없으며, 채굴 과정이 환경에 악영향을 끼친다는 문제점이 있습니다. 최근에는 이러한 문제를 해결할 수 있는 놀라운 연구 결과가 발표되었습니다. 인공지능(AI) 기술을 활용하여 리튬의 사용량을 대폭 줄일 수 있는 새로운 재료가 발견된 것이죠.

 

이 연구는 세계적인 기술 회사인 마이크로소프트와 미국의 태평양 북서 국립 연구소(Pacific Northwest National Laboratory, PNNL)가 함께 진행했습니다. 중요한 역할을 한 것은 바로 '인공지능(AI)'과 '고성능 컴퓨팅(HPC)'이었습니다. 인공지능은 컴퓨터가 스스로 학습하고 결정을 내릴 수 있는 기술을 말하며, 고성능 컴퓨팅은 많은 정보를 매우 빠르게 처리할 수 있는 컴퓨터 시스템을 의미합니다. 이 기술들 덕분에 예전에는 몇 년이 걸렸을 연구를 이제는 몇 일 만에 해낼 수 있게 되었습니다.

 

 

연구팀은 무려 3200만 개가 넘는 다양한 재료를 분석했습니다. 그 중에서 리튬 이온 배터리에 적합할 것 같은 18개의 재료를 골랐고, 이 중 특히 주목할 만한 하나의 전해질이 발견되었습니다. 이 전해질은 리튬과 나트륨을 포함하고 있어, 기존의 리튬 사용량을 최대 70%까지 줄일 수 있습니다. 이는 리튬 배터리의 제작 비용을 줄이고, 환경에 미치는 부정적인 영향도 감소시킬 수 있는 중요한 발견입니다. 리튬의 수요는 향후 몇 년 안에 5배에서 10배까지 증가할 것으로 예상되고 있습니다. 이는 리튬 채굴 과정에서 발생할 수 있는 환경적, 사회적 문제를 더욱 부각시킵니다. 리튬 채굴은 많은 비용이 들 뿐만 아니라, 리튬 자연 매장량이 드물고, 환경에 해를 끼칠 수 있습니다. 또한, 리튬은 지정학적 갈등의 원인이 되기도 합니다. 이러한 상황에서 과학자들과 정부는 리튬을 대체할 수 있는 재료를 찾는 데 큰 관심을 보이고 있습니다. 이번에 발견된 새로운 전해질은 이러한 필요를 충족시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 이전에는 나트륨 이온과 리튬 이온을 하나의 전해질 시스템에서 사용하는 것이 불가능하다고 생각되었지만, AI 시스템은 이러한 재료의 가능성을 제시했고, 연구팀은 이를 실험을 통해 확인했습니다. 마이크로소프트와 PNNL의 연구팀은 이 재료를 이용해 실제로 작동하는 프로토타입 배터리를 제작했습니다.

 

 

현재 이 배터리가 실제 세계에서 어떻게 작동하는지를 확인하기 위한 테스트가 진행 중입니다. 이번 연구는 리튬 배터리 분야뿐만 아니라 다른 많은 분야에도 영향을 미칠 것입니다. 인공지능과 고성능 컴퓨팅의 결합은 새로운 약물 개발, 재료 과학 등 다양한 분야에서 새로운 발견과 혁신을 이끌어내고 있습니다. 이 기술들은 복잡한 데이터를 빠르고 정확하게 분석할 수 있기 때문에, 앞으로도 많은 가능성을 열어줄 것으로 기대됩니다.

 

 

VIA : iflscience