어드레스 케미컬은 최고 품질의 화학 원료를 전 세계로 수출하는 전문 기업으로, 특히 디올 에테르 및 디올 에스테르와 같은 혁신적인 화학 중간체에 중점을 두고 ...
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규정 준수 생산 -
검증된 프로세스 -
안정적인 공급 -
표준화된 워크플로
어드레스 케미컬은 최고 품질의 화학 원료를 전 세계로 수출하는 전문 기업으로, 특히 디올 에테르 및 디올 에스테르와 같은 혁신적인 화학 중간체에 중점을 두고 ...
많은 사람들이 획기적인 배터리 혁신을 약속하는 온갖 뉴스 헤드라인을 떠올립니다. 대부분의 경우, 상상도 할 수 없을 만큼 작은 기술이나 이론적 개념은 현실 세계에서 제대로 활용되지 못하기 때문에 조용히 묻혀버리곤 합니다. 이제 연구자들은 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르를 리튬 공기 배터리의 용매로 활용하기 위한 연구에 착수했습니다. 이처럼 다양한 산업 공정에서 이미 사용되고 있는 구식 용매를 사용하는 것은 다른 종류의 가능성을 지니고 있는데, 주로 이미 검증된 실적이 있기 때문입니다.
제가 배터리를 만져본 경험은 배터리 이론과 실제 실험실 밖에서 작동하는 것 사이에 얼마나 많은 좌절감이 있는지를 보여줍니다. 표준 전해질은 리튬-공기 배터리를 충분한 충전 사이클을 거치면 너무 쉽게 분해됩니다. 전체 시스템은 섬세하고, 많은 유망한 재료들이 공기에 노출되면 문제를 일으킵니다. 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르가 이러한 저주를 떨쳐낼 수 있다면, 주목할 만한 중요한 이유가 있습니다. 핵심은 용매의 견고성입니다. 내구성과 부산물로 변하지 않는 능력은 확실한 신뢰를 줍니다. 고장을 견딜 만큼 강한 용매로 작동하는 리튬 공기 배터리가 마침내 일상에서 사용하는 기기에 적용될 수 있게 되었습니다.
새로운 배터리 기술을 찾는 사람이라면 리튬 공기 배터리가 엄청난 에너지 밀도 덕분에 수년간 큰 기대를 받아왔다는 것을 알고 있을 것입니다. 이 공식적 표현은 이론적으로 휴대폰과 자동차를 구동하는 리튬 이온 배터리보다 더 적은 공간에 더 많은 에너지를 저장할 수 있다는 것을 의미합니다. 문제는? 리튬 공기 배터리를 사용할 때마다 원치 않는 화학 반응이 계속 발생하여 배터리 내부를 갉아먹고, 결국 배터리의 성능을 제대로 발휘하기도 전에 망가뜨린다는 것입니다. 이러한 고장 부산물은 내부를 막고 저항을 키우며, 그렇게 고성능 배터리는 꿈도 꾸지 못하게 됩니다. 독성 용매와 가연성 증기로 인한 위험은 단순한 화학 문제가 아닙니다. 작업장 안전에 대한 악몽이자 규제 측면에서 골치 아픈 문제입니다. 따라서 끓는점이 높고 휘발성이 낮은 용매를 찾는 것은 참신함보다는 안도감을 더해줍니다.
화학 분야가 아닌 사람들은 전해질 선택이 성능의 핵심을 어떻게 파고드는지 간과할 수 있습니다. 몇 년 전, 용매에 포함된 불순물 때문에 시제품 배터리 한 묶음을 통째로 폐기해야 했습니다. 대부분의 스타트업은 그런 비용을 감당할 수 없습니다. 더 안정적이고 널리 사용되는 용매는 공급망을 간소화하고 실험실 사고를 줄여줍니다. 이 물질은 단순히 리튬 이온을 이동시키는 데 그치지 않습니다. 약간의 혹사에도 견디고, 끈적끈적한 물질이나 기체로 변하지 않고, 공기극이나 리튬 양극을 손상시키지 않아야 합니다. 이 중 하나라도 실패하면 모든 큰 약속이 물거품이 됩니다. 연구원들이 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르를 선택한 이유는 바로 이 물질이 현실 세계의 위시리스트에 더 많은 요건을 충족하기 때문입니다.
끊임없는 용매 분해는 배터리 성능을 저하시키며, 제조업체들은 모든 화학적 변형을 시도할 때마다 이 문제를 해결해야 합니다. 더 안정적인 물질로 교체하면 전기 자동차나 비상 백업 전력망에 사용할 수 있는 배터리로 가는 길을 열어줍니다. 몇 번 사용하고 꺼지거나 포장이 터질 때마다 방호복을 입어야 하는 배터리는 용납할 수 없습니다. 배터리는 안전하고 저렴하게, 그리고 대량으로 제작하고 사용할 수 있을 때에만 진정한 에너지 혁명을 일으킬 수 있습니다. 오래된 화학 물질을 새로운 분야에 도입할 때마다 수많은 취급 관행과 노출 데이터도 함께 따라오게 됩니다. 공장에는 좋은 소식이지만, 희귀한 "기적 화합물"에 대한 특허를 취득하려는 사람들에게는 나쁜 소식입니다. 이는 실질적인 타협이 필요한 부분입니다.
연구실에서 만든 특이한 액상 혼합물에서 벗어나면 기업은 특별한 인프라나 희귀한 승인 절차가 필요 없습니다. 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르와 같은 용매를 사용하면 안전 시스템을 재구축하는 데 수년을 허비하지 않고도 더 큰 기계에서 화학 반응을 테스트할 수 있습니다. 배터리가 원자재 외에도 왜 그렇게 비싼지 설명해 본 사람이라면 이러한 변화가 이해가 될 것입니다. 모든 구식 화학 물질이 재작업을 필요로 하는 것은 아니지만, 이 제품은 이미 준비되어 있습니다. 폭발 위험이 없는 기성 용매는 근로자와 지방 정부 모두의 골칫거리를 줄여줍니다. 게다가 이러한 배터리가 더 오래 지속되고 지속적인 교체가 필요하지 않다면, 우리는 진정한 지속 가능성에 한 걸음 더 다가갈 수 있습니다. 실질적인 효과는 테스트를 거쳐 수백 또는 수천 개의 셀을 생산할 수 있는 파일럿 라인을 구축하는 데서 비롯될 것입니다. 이 용매만으로는 모든 문제를 해결할 수 없지만, 배터리 과학을 더 나은 방향으로 이끌어 줄 것입니다.