재생에너지 분야에 경쟁력 있는 액체 금속 배터리

재생에너지 분야에 경쟁력 있는 액체 금속 배터리  과학과 사회 / 과학 2014/09/23 11:52 http://blog.naver.com/hansyoo/220130132294 전용뷰어 보기 재생에너지 분야에 경쟁력 있는 액체 금속 배터리 September 22, 2014, by Janet Fang, IFLSCIENCE 액체 금속 배터리. 바닥은 양극(+)인 안티몬-납 합금, 중간층은 전해질로 사용되는 용해된 염(염화나트륨), 그리고 맨 위는 음극(-)으로 사용되는 금속망(metal mesh). / Felice Frankel      여러 해 동안 연구원들은 바람이나 태양 같이 일정치 못한 재생에너지로부터 전력망에 적용하기 위해서 에너지를 저장할 수 있는 적당한 배터리를 개발해 왔다. 그런데 지금 MIT 연구팀은 이 같은 목적에 적합한 저가의 액체 금속 배터리를 발표했다. 용해 전해질과 액체 금속 전극이 저가의 고성능 금속인 안티몬-납과 함께 사용된다. 이번 주 저널 네이처에 발표된 새로운 배터리는 균일하지 못하고 간헐적인 재생 에너지를 기존 발전소와 경쟁할 수 있도록 해 준다. 용해된 소재로 구성되는 액체 배터리는 기름과 식초처럼 농도가 다르기 때문에 자동적으로 분리된다. 용해된 두 금속층(하나는 양극이고 다른 하나는 음극) 중간을 전해질 역할을 하는 염화나트륨 용액 층으로 채우면, 대전된 입자들이 충전 또는 방전되면서 전해질을 통과하게 된다.    기존의 고체 배터리와 비교하면, 이들 액체 배터리는 여러 가지로 잠재적인 이점이 있다. 우선 수명이 더 길면서 대규모 에너지 저장 시스템으로 제조하기가 더 간단하다. 예를 들면 MIT의 도널드 세다웨이(Donald Sadoway)와 동료들은 이 같은 베터리를 안티몬-마그네슘 전극으로 만들었다. 효율은 좋았지만, 안티몬-마그네슘 합금을 용융점이 높아서 이 시스템은 섭씨 700가 되어야 한다.    액체 배터리 시스템을 개선하기 위해서 세다웨이 연구팀은 마그네슘을 납으로 대체하여 새로운 배터리를 만들었다. 납은 값이 더 쌀뿐만 아니라 용융점도 더 낮다.새로운 배터리는 섭씨 450~500도에서 작동할 수 있다. 물리적 모형은 위 그림과 같다. 양극은 바닥에 있는 용해된 안티몬-납 함금이고, 음극은 맨 위의 액체 리튬,그리고 그 사이는 전해질인 용해된 소금 혼합물이다.    작동 온도가 낮아지면서 (비용도 줄었고) 다자인이 간단해지고, 성능은 바람직하게 유지하면서도 배터리 수명은 길어진다. 안티몬은 높은 작동 전압을 제공하며 시스템은 부여한 전력의 70%를 되돌려준다. 또한 테스트 결과는 하루 충전, 방전을10회 한 뒤에 시스템은 초기 효율의 85%를 유지한다.    세다웨이는 대규모 용해 금속 장치로 전력 생산량 1 킬로와트 당 500 달러 정도의 비용이 들 것이라고 말한다. 연구팀은 더 낮은 온도, 더 싼 비용, 더 높은 성능으로 작동할 수 있는 금속 조합을 조사하는 중이다.  [출처]재생에너지 분야에 경쟁력 있는 액체 금속 배터리|작성자HANS

       

- 네이버 블로그 <Physics of Dream>  hansyoo 님의 글 중에서 전재..