리튬을 대체할 수 있는 물질이 있을까요?
전기차, 핸드폰 에서 쓰이는 배터리에는 리튬이 적게는 몇십 그램에서 많게는 수십키로까지 들어가는 것으로 알고 있습니다. 리튬 외 다른 물질은 이용한 배터리는 아직까지 불가능한가요? 아니면 있는데 경제성이 떨어져서 안쓰는건가요?
안녕하세요. 김철승 과학전문가입니다.
현재 전기차와 휴대폰에 사용되는 배터리는 대부분 리튬
이온 배터리입니다. 리튬은 높은 에너지 밀도를 가지고 있어 작은 크기로도 많은 에너지를 저장할 수 있다는 장점이 있습니다. 리튬은 가격이 비싸고 채굴 과정에서 환경 오염을 유발할 수 있다는 단점도 있습니다.
리튬 대체 물질 개발은 오랫동안 연구되어 왔으
며 현재까지 다음과 같은 후보들이 떠오르고 있습니다.
나트륨은 리튬보다 풍부하고 저렴하며 채굴 과정에서 환경
오염도 적습니다. 리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 낮고 충전 속도가 느리다는 단점이 있습니다.
마그네슘은 리튬보다 가볍고 높은 에너지 밀도를 가지고 있습
니다. 리튬 이온 배터리에 비해 충전/방전 수명이 짧고 안정성이 낮다는 단점이 있습니다.
알루미늄은 풍부하고 저렴하며 안정성이 높습니다. 리
튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도가 낮고 충전 속도가 느리다는 단점이 있습니다.
리튬-황 배터리는 리튬 이온 배터리보다 에너지 밀도가
훨씬 높습니다. 리튬-황 배터리는 안정성이 낮고 수명이 짧다는 단점이 있습니다.
전고체 배터리는 기존 액체 전해질 대신 고체 전해질을 사용
합니다. 이는 안전성을 높이고 에너지 밀도를 향상시킬 수 있습니다. 아직 상용화 단계까지는 갈 길이 멉니다.
리튬 대체 물질 개발은 활발히 진행되고 있지만 아직 리
튬 이온 배터리의 성능을 완전히 대체할 수 있는 기술은 개발되지 않았습니다. 각 후보 물질들은 장점과 단점을 가지고 있으며 상용화를 위해서는 기술적 문제 해결과 경제성 확보가 필요합니다.
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