리튬 배터리 : 에너지 저장의 다음 단계는 무엇일까요?

1. 에너지 저장 분야에서 리튬 이온 배터리의 지배력

리튬 이온 배터리는 에너지 저장에 혁명을 일으켜 전기 자동차 (EV), 휴대용 전자 제품 및 재생 가능 에너지 시스템과 같은 기술의 중추가되었습니다. 높은 에너지 밀도, 긴 수명 및 비교적 빠른 충전 시간은 이상적인 솔루션입니다. Bloombergnef에 따르면, 지난 10 년 동안 리튬 이온 배터리 비용이 85% 이상 떨어졌으며, 널리 채택되었습니다. 그러나 자원 부족, 리튬 광업과 관련된 환경 문제 및 열 런 어웨이 사고의 위험과 같은 과제는 대체 기술의 필요성을 강조했습니다. 산업이 리튬 이온 기술의 한계를 뛰어 넘어 연구원들은 차세대 에너지 저장 솔루션을 조사하고 있습니다.

 

2. 전고체 배터리: 더욱 안전하고 효율적인 대안

전고체 배터리는 에너지 저장 분야의 차세대 개척자로 널리 알려져 있습니다. 액체 전해질을 사용하는 기존 리튬이온 배터리와 달리 전고체 배터리는 고체 전해질을 사용하기 때문에 과열 및 화재 위험이 적습니다. 이 배터리는 더 높은 에너지 밀도를 보장하여 전기 자동차의 더 긴 주행 ​​거리를 가능하게 하고 재생 가능 에너지 그리드를 위한 향상된 저장 공간을 제공합니다. Toyota 및 QuantumScape와 같은 회사는 솔리드 스테이트 기술 개발에 막대한 투자를 하고 있으며 프로토타입이 유망한 결과를 보여주고 있습니다. 잠재력에도 불구하고 높은 생산 비용 및 확장성과 같은 과제는 대량 채택의 장벽으로 남아 있습니다. 그럼에도 불구하고, 재료 과학의 발전으로 인해 향후 10년 이내에 전고체 배터리가 상업적으로 실행 가능해질 것으로 예상됩니다.

 

3. 대안 탐색: 나트륨 이온 및 흐름 배터리

지속 가능한 에너지 저장에 대한 수요가 증가함에 따라 리튬 이온 배터리에 대한 대안이 등장하고 있습니다.

나트륨 이온 배터리 가 대표적이며, 예를 들어, 리튬 대신 풍부하고 저렴한 나트륨을 사용하여보다 환경 친화적 인 옵션이됩니다. 나트륨 이온 배터리는 에너지 밀도가 낮지 만 그리드 스토리지와 같은 대규모 응용 프로그램에는 적합합니다. 또 다른 유망한 기술은  유량 배터리 이며, 이는 외부 탱크에 포함 된 액체 전해질에 에너지를 저장합니다. 이 배터리는 탁월한 확장 성과 긴 수명을 제공하므로 재생 에너지 통합에 이상적입니다. CATL 및 Redflow와 같은 회사는 이러한 기술 개발에 대한 비용을 선도하여 에너지 저장 환경을 다양 화하고 있습니다.

4. 수소 에너지 저장: 기존 배터리를 뛰어넘음

수소 에너지 저장은 재생 가능 에너지를 저장하고 분배하는 혁신적인 접근 방식을 나타냅니다. 잉여 재생 가능 전기를 사용하여 전기분해를 통해 수소를 생산하는 이 방법은 장기 에너지 저장과 발전부터 차량 연료 공급에 이르기까지 다양한 응용이 가능합니다. 수소는 태양열이나 풍력과 같은 재생 가능한 자원의 간헐성을 극복하여 몇 달 동안 저장할 수 있습니다. 더욱이 수소 연료전지는 항공, 중공업 등 특정 분야에서 리튬이온 배터리를 대체할 수 있는 청정 대안이 될 수 있다. 전 세계 정부와 기업은 에너지 부문의 탈탄소화를 위해 녹색 수소 프로젝트에 투자하고 있으며, 이는 수소 기반 미래로의 전환을 예고하고 있습니다.

5 . 에너지 저장 혁신에서 AI 및 첨단 제조의 역할 

에너지 저장의 미래는 새로운 재료뿐만 아니라 더 똑똑한 시스템에 관한 것입니다.

인공 지능 (AI)과 기계 학습은 배터리 성능 및 설계를 최적화하는 데 중요한 역할을하고 있습니다. AI 알고리즘은 배터리 열화를 예측하여 예측 유지 보수를 가능하게하고 수명을 연장 할 수 있습니다. 제조, 자동화 및 3D 프린팅과 같은 고급 기술은 비용을 낮추고 차세대 배터리의 확장 성을 향상시킵니다. 예를 들어, 4680 배터리 셀과 같은 Tesla의 배터리 생산 발전은 제조 공정의 혁신이 에너지 저장 산업에 혁명을 일으킬 수있는 방법을 보여줍니다. 이러한 기술 통합은 재생 에너지 미래로의 전환을 가속화하는 데 중요합니다.