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미 Stanford 대학 연구진이 풍력 및 태양광으로 만든 에너지를 값싸게 저장할 수 있는 잠재력을 가진 물 기반 배터리(water-based battery)를 개발했다. 이 연구는 미 에너지부(DOE)의 후원을 받아 진행되었다. 학술지 Nature Energy에 보고된 원형 망간-수소(manganese-hydrogen) 배터리는 높이가 3인치이며 열쇠고리에 사용하는 LED등을 켤 수 있는 시간 당 20 mW의 전력을 낼 수 있다. 원형 배터리가 비록 아주 작은 출력을 내지만 연구진은 이 기술을 산업적 활용이 가능한 수준까지 개선할 수 있을 것으로 확신하고 있다. 10,000번 이상 충, 방전이 가능하고 10년이 넘는 수명을 가져 전력망에 적용할 수 있는 배터리로 만들 계획이다. 해당 논문의 주저자인 Stanford 대학 재료공학과 Yi Cui 교수는 물에 특수한 염(황화망간, manganese sulfate)을 녹이고 전극을 넣어 가역적인 화학반응을 찾아 냈으며 이를 통해 수소가스형태려 전자를 저장할 수 있었다고 밝혔다. 황화 망간은 건전지 등을 만드는데 사용되는 저렴하고 풍부한 산업용 염류다. 배터리에 에너지를 저장하기 위해서 원형 배터리에 전력원을 부착하자 잉여 전자가 수소가스 형태로 발생되었다. 수소 가스에서는 향후 에너지를 빼내 사용할 수 있다. 연구진은 100 W 용량의 전구를 12시간 동안 켜는데 필요한 에너지를 저장하는 비용을 1센트 정도로 평가하고 있다. 이미 시장에는 여러가지 방식의 재충전이 가능한 배터리 기술이 출시되어 있으나 미 DOE 요건을 충족할 정도로 청정하지 않으며 그 실용성을 전력회사, 전력망 규제기관 등에 입증해야 한다. 예를 들어 핸드폰이나 노트북을 구동시키는데 필요한 적은 양의 에너지를 저장하는데 사용되는 리튬이온 배터리는 희토류 금속을 사용하며 도시가 사용할 정도의 대용량의 전력을 저장하기 위해서는 너무 가격이 비싸다. 따라서 전력망 수준의 에너지 저장을 위해서는 가격이 저렴하고 용량이 크며 재충전이 가능한 배터리여야 한다. 망간-수소 배터리가 주목받는 이유다. 연구진은 이 기술에 대해 특허출원을 준비하고 있다. |
