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배터리 수명을 엄청나게 늘려 줄 수 있는 신기술이 개발됐다

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MYA LE THAI
STEVE ZYLIUS / UCI
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수십만 번 재충전해도 부식되지 않는 배터리를 상상해 보라. 어바인의 캘리포니아 주립 대학교 연구진이 최근 나노와이어 배터리 재질을 사용해 그런 배터리를 발명했다.

곧 상용화될 거라는 말은 아니다. 이번 연구는 실용적 배터리 제작이 아니라 나노와이어 테스트를 목적으로 한 것이었다고 이번 연구의 공저자 캘리포니아 주립 대학교 화학 교수 레지널드 페너가 4월 22일에 허핑턴 포스트에 말했다.

그러나 이 새로운 배터리 기술은 컴퓨터, 스마트폰, 자동차, 우주선에 사용될 미래의 배터리 개발을 앞당겨 줄지도 모른다.

“나노와이어는 저장된 에너지 총량을 줄이지 않고도 높은 출력을 낼 수 있게 해주기 때문에 과학자들의 관심을 끌고 있다.” 페너의 말이다.

“그러나 나노와이어는 아주 약하다. 나노와이어 재질이 부식되거나 분해되면 나노와이어는 아주 빨리 분해되고, 용량이 사라진다. 우리 연구가 중요한 이유는 배터리나 콘덴서의 아주 간단한 개조가 나노와이어 전극 재질이 더 오래 가게 해준다는 걸 밝혔기 때문이다. 우리 연구에서는 최대 40배까지 오래 간다.”

4월 20일에 에너지 레터스에 발표된 이번 연구에서는 금 나노와이어에 이산화 망간 코팅을 해서 플렉시글라스와 비슷한 젤로 만든 전해액에 넣었다. 나노와이어는 인간의 머리털보다 수천 배 더 가늘다.

연구자들은 전극의 전력을 3개월 동안 최고 20만 번까지 테스트했다. 아무리 실험해도 용량이나 전력이 줄지 않았고 나노와이어가 파열되지 않아서 연구자들은 놀랐다.

“우리는 전극의 수명을 늘리려던 게 아니었다. 액체가 아닌 젤 형태의 전해액을 사용해서 고체 상태의 전극을 만들려고 했던 것뿐이었다.”

이제까지 이러한 배터리들은 사용 횟수에 한계가 있었다. 다른 과학자들의 예전 사례에서는 7천 번까지만 사용이 가능했다고 디스커버리 뉴스는 보도했다.

연구자들은 젤이 배터리의 금속 산화물을 가소화하고 유연성을 주는 동시에 균열을 예방해서 예상보다 오래 사용할 수 있었던 거라고 결론 내렸다.

“코팅된 전극은 형태를 훨씬 더 잘 유지하기 때문에 더 신뢰할 수 있다. 이 연구는 나노와이어 배터리 전극이 오래 갈 수 있으며 이런 형태의 배터리를 실현할 수 있다는 걸 증명했다.” 이번 연구를 주도한 UCI 박사 과정 미아 르 타이가 발표한 성명이다.

허핑턴포스트US의 This New Technology Could Help Batteries Last Longer Than They Ever Have Before를 번역, 편집한 것입니다.

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