영국 과학자들은 세계 최고 수준의 나트륨 배터리를 발견했지만 그들의 게으름이 이 성과를 가져왔다

나트륨 이온 배터리의 양극에 대한 새로운 접근: 물을 활성 성분으로 사용

서리 대학(영국)의 과학자들은 나트륨-바나듐 수화물(NVOH) 기반 양극 구조에 물을 남겨 두면 용량이 거의 두 배가 된다는 것을 발견했습니다.

보통 이러한 재료를 합성할 때는 탈수 과정을 거칩니다: 높은 온도로 가열하여 습기를 "끝내고" 배터리 작동에 해로운 것으로 간주합니다. 연구원들은 반대로 물을 제거하지 않기로 결정했고, 결과는 기대 이상이었습니다.

효과가 어떻게 작용하는지
- 물은 재료 층을 벌려 놓습니다: 물 분자가 층 사이에 추가 공간을 만들어 나트륨 이온의 침투를 용이하게 합니다.
- 이온을 위한 부피 증가로 인해 더 높은 용량이 달라집니다.
- 습한 NVOH 테스트 셀은 400회 이상의 충방전 주기를 견디며 눈에 띄는 열화 없이 작동했습니다.

또한 이러한 양극은 빠른 충전 속도와 인상적인 비율용량을 보여주어 오늘날 나트륨 이온 배터리 시장에서 가장 우수한 제품 중 하나입니다.

이것이 중요한 이유
지표 전통적 NVOH(탈수) 습한 NVOH 비용 고가(복잡한 탈수 과정) 저렴 – 간단한 절차 안전성 평균, 과열 가능성 매우 높음: 물은 화재 위험을 줄임 재료 가용성 희귀 원소에 따라 달라짐 널리 사용되는 나트륨 활용 친환경성 채굴 및 폐기물 덜 "깨끗함" 더 "녹색" 공급망

나트륨 이온 배터리는 전반적으로 리튬 이온보다 안전한 것으로 간주됩니다. 양극에 물을 추가하면 이 효과가 강화되어 대량 적용에 더욱 매력적인 기술이 됩니다.

단순 저장 에너지만은 아닙니다
과학자들은 NVOH가 염수에서도 활성 상태를 유지한다는 점을 지적했습니다. 이는 두 가지 활용 가능성을 열어줍니다:

1. 에너지 – 전기 에너지 저장.
2. 물 처리 – 바닷물에서 소금을 제거.

결과적으로 동시에 충전되고 물을 정화하는 "스마트" 배터리를 만들 수 있으며, 이는 제한된 담수 자원을 가진 지역에 특히 중요합니다.

요약
양극 구조에 습기를 남겨 두면 연구원들은 거의 두 배 용량, 탁월한 사이클 안정성 및 높은 안전성을 갖춘 재료를 얻었습니다. 이 발견은 보다 접근하기 쉽고 환경 친화적인 나트륨 이온 배터리와 바닷물에서 담수를 생산하는 혁신적 시스템의 핵심이 될 수 있습니다