2년 이상 전에 미국의 한 스타트업이 주목을 받기 시작했습니다. 이들은 전기 자동차용 대마 기반 리튬황 배터리를 개발하려고 했는데, 이는 기존의 리튬이온 배터리와 비교하여 여러 측면에서 중요한 장점을 가지고 있습니다.
비용, 무게, 성능, 확장성, 심지어 재활용 가능성까지도 기존의 재충전식 에너지 저장 장치보다 우수할 것으로 예상되었습니다. 황, 붕소, 탄화된 대마 같은 풍부하게 사용 가능한 자연 소재들이 이 획기적인 개발의 기초를 이루었습니다.
현재 추가 연구에서 대마 배터리가 더 효율적인 대안일 수 있으며 더 높은 성능을 제공할 수 있음을 발견했습니다. YouTube에서 활동하는 과학자 Robert Murray Smith는 실험을 통해 대마 배터리의 전압-전류 용량이 기존 리튬 배터리와 비교하여 거의 8배 더 클 수 있음을 보여주었습니다.
리튬 및 그래핀 배터리보다 우수한 성능
Smith의 동영상 „Hemp Battery As Good As Lithium Ion?“에서 그는 특정한 것을 증명하려고 하지는 않았지만, 대마 셀이 리튬 셀과 비교하여 얼마나 더 효율적으로 작동하는지를 보여줄 수 있었습니다.
미국 뉴욕주의 Clarkson University 연구자들은 2014년에 대마의 폐기물 부산물로 만든 커패시터를 극도로 효율적으로 제조하는 방법을 발견했습니다. 이들은 비싼 그래핀 커패시터까지도 능가하는 성능을 보였습니다. 또한 그래핀과 비교할 때 생산 비용이 크게 절감됩니다. 대마는 전체 비용 측면에서 그래핀이 차지하는 비용의 천분의 일입니다.
2022년 Milwaukee 위스콘신 대학도 대마의 저렴한 비용 외에도 내구성과 다공성이 식물 재료 사용을 지지하는 두 가지 주요 요소임을 보고했습니다. 대마 기반 배터리의 카소드는 수백 번의 수축 및 팽창 주기를 훨씬 더 잘 견딜 수 있습니다.
수열 합성
대마 기반 배터리 생산을 위해 식물의 내부 섬유질이 사용되었습니다. 바스트 섬유의 잔여물을 끓이고 수열 합성이라고 불리는 과정을 통해 탄소 나노층으로 된 제품을 얻었습니다. 추가 공정을 거쳐 이들 섬유는 전기 저장소 역할을 하는 슈퍼커패시터로 처리됩니다. 일반 리튬이온 배터리와의 차이점은 저장된 에너지를 소량씩이 아니라 한 번에 방출할 수 있다는 것입니다.
보고서에 따르면 이들은 많은 에너지 펄스를 필요로 하는 기계에 충분한 전력을 공급하는 데 뛰어나게 적합합니다. Dr. Mitlin가 주도한 당시의 연구는 섭씨 영하 0도까지의 온도에서 보장된 기능성 외에도 „모든 탄산염에 대해 가장 잘 기록된 성능-전력 조합 중 하나“를 달성할 수 있었다는 점으로 평가되었습니다.
효율성과 실현 가능성에 확신한 2018년에 텍사스의 한 오토바이 제조업체가 연구에 참여했으며, 일련의 전기 오토바이용 대마 기반 배터리를 개발했습니다. 그러나 개발 프로세스가 아직 완료되지 않았으며, 대마가 리튬의 적절한 대체물로 대량 시장에 실제로 도달하기까지는 시간이 더 걸릴 수 있습니다.
재생 가능 자원으로 만든 배터리는 코발트나 니켈 사용이 없어서 더 쉽게 재활용할 수 있다는 추가 정보에 따르면, 자연 기반 리튬이온 대안으로의 빠른 전환은 또 다른 큰 장점이 될 것입니다.
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