중국 과학자들은 공기‑철 흐름형 배터리를 개발했으며, 효율을 잃지 않고 16년 동안 작동할 수 있습니다

중국 과학원(CAS)은 완전히 새로운 흐름형 배터리 시스템을 발표했으며, 6000회 이상의 충방전 사이클에서도 용량 감소가 거의 없다는 것을 보여줍니다.

이 배터리가 특별한 이유
특징 설명 전해질 물 기반 – 리튬 이온 배터리에서 흔히 발생하는 화재 및 폭발 위험을 완전히 제거합니다. 비용 리튬이 없으므로 장치가 ‘비용 효율적’입니다. 주기적 안정성 80 mA/cm²의 전류 밀도에서 6000회 이상, 쿠롱 효율 99.4%를 달성합니다. 이는 일상 사용 시 약 16년에 해당합니다. 출력 고부하에서는 최대 392.1 mW/cm²의 파워 밀도를 얻으며 전체 에너지 효율은 78.5% 수준을 유지합니다.

감쇠 문제 해결
공기-철 흐름형 배터리의 주요 장애물은 낮은 반응 역전과 활성 물질이 멤브레인으로 이동하는 것을 방지하지 못하는 것입니다.

연구자들은 다음을 수행했습니다:
1. 12가지 유기 리간드를 테스트하여 전해질 조성을 재검토했습니다.
2. 11개의 새로운 철 복합체를 만들었습니다.
3. 가장 안정적인 [Fe(HPF)BHS]⁴⁻ 복합체를 선택했습니다.

이 물질은 다음과 같은 특성을 가집니다:
- 철 중심을 보호하는 분자 구조
- 음전하를 띤 그룹이 수산화 이온을 퇴치하고 멤브레인 통과를 감소시킵니다.

작동 원리
*액체 전해질은 외부 저장 탱크에 보관되며 전기화학 셀을 통해 순환합니다.*
이 설계의 장점은 단순한 확장성입니다. 탱크 용량을 늘리면 에너지 저장 용량도 선형적으로 증가하므로 태양광 및 풍력 발전소에서 생산되는 에너지를 저장하는 데 특히 매력적입니다.

남은 과제
- 현재까지는 실험 프로젝트나 산업 생산 계획이 발표되지 않았습니다.
- 성공적인 실험 결과가 대규모에서도 재현될 수 있다는 보장은 없습니다.

그러나 프로세스를 확장할 수 있다면, 저렴한 철이 장기 재생 가능 에너지 저장 분야에서 강력한 경쟁자가 될 수 있습니다