스탠포드 대학에서 개발된 새 밧데리는 1분에 충전하고, 수 천 번 충전되며, 현재의 상업화 된 어느 모델보다도 훨씬 더 안전하다. 부족한 것은 하나, 용량이다.
“우리는 재충전이 가능한 알루미늄 밧데리를 개발했습니다. 환경에 좋지 않은 알카라인 밧데리와 종종 불타버리는 리듐-이온 밧데리 등을 대체하게 될 지도 모릅니다. “스탠포드 대학의 화학과 교수 홍지에 다이씨는 말했다.
다이씨 팀은 이 발명을 ‘네이쳐’의 4월 6일자 온라인판에 ‘초고속의 재충전이 가능한 알루미늄-이온 밧데리’이란 제목으로 발표하게 된다. 이 견본은 알루미늄 양극과 흑연 음극으로 구성되며, 내부는 이온성 액체 전해물이 중합체가 입혀진 유연성 있는 케이스 내부를 채우고 있다.
“전해물은 기본적으로 상온상태에서 소금입니다. 그래서 매우 안전하죠.” 스탠포드 대학원생이자 네이쳐 기사의 공동 저자인 공 밍씨가 말했다.
안전성은 이 제품의 가장 큰 장점이다. 다이의 팀이 공개한 비디오에서 이 밧데리는 작동 중 구멍을 뚫어도 지속적으로 작동한다. 반면, 현재 대부분의 전자기기에 사용되는 리듐-이온 밧데리들은 뚫으면 불이 나면서 폭발하고 손상을 입는다.
“알루미늄 밧데리의 외부에 구멍을 내도 불이 붙지 않고 오랫동안 지속적으로 작동할 수 있습니다.” 다이씨는 말했다. 또한 그는 작게는 1분이면 충전되는 전례없는 충전시간을 자랑한다. 이 새 밧데리는 용량의 손실 없이 7천 5백회 이상 충전된다. 참고로 일반적인 리듐-이온 밧데리는 최고 1천 회까지 가능하다.
“이 제품은 1천 회 이상의 사이클을 가진, 안전성 있는 첫 번째 초고속 알루미늄-이온 밧데리입니다.” 저자들은 부연했다.
또 다른 특징으로는 안전하게 구부리고 접을 수 있어서, 옷처럼 입을 수 있는 전자제품과 특이한 형태의 공간 안에 설치의 가능성을 열어 놓은 것이다. 알루미늄은 게다가 리듐보다 훨씬 싸므로, 더 환경 친화적이기도 하다.
“저희 밧데리는 밧데리가 가져야 하는 비싸지 않은 전극, 좋은 안정성, 빠른 충전 속도, 유연성, 큰 충천 횟수와 같은 당신이 꿈꾸는 모든 것을 가지고 있습니다”라고 다이씨는 말한다. 그러나 하나의 문제가 있다. 일반적인 리듐 전지의 약 절반의 전압만을 발생시킬 수 있다.
다이는 낙담하지 않는다. “양극의 재료를 향상시켜서 궁극적으로 전압을 증가시키고 에너지 밀도도 증가시킬 겁니다.” “저는 이 새로운 밧데리가 초기 단계에 있다고 봅니다. 매우 흥분되는 일이죠.”
