전기차의 배터리 문제
- 오늘은 차세대 배터리 기술에 대해 이야기할 것이다.
- 현재 전기차와 지속 가능한 에너지 전환의 가장 큰 제한 요소는 리튬 이온 배터리와 관련된 복잡성과 비용이다.
- 전 세계 사람들은 전기차를 받아들일 준비가 되어 있지만, 제조 용량 부족으로 인해 수요를 충족할 수 없는 상황이다.
- 일론 머스크는 텍사스 오스틴의 새로운 기가팩토리가 거대한 돈 소각기와 같다고 언급하며, 모델 Y 차량의 생산이 충분히 증가하지 못하고 있다고 지적하였다.
핵 다이아몬드 배터리 가능성
- 방사성 다이아몬드를 에너지 저장으로 재활용하는 아이디어는 핵 폐기물 문제를 해결하는 혁신적인 접근법이다 .
- 미국에는 현재 약 90,000 미터 톤의 방사성 폐기물이 임시 저장소에 쌓여 있으며, Container가 부식되고 있는 상황이다 .
- 영국 브리스톨 대학교의 Cabot Institute는 사용된 그래파이트 블록을 에너지 저장으로 재활용하는 방안을 제안하고 있다 .
- 방사성 다이아몬드는 반감기가 수천 년 지속되므로, 이론적으로는 배터리가 영구적으로 전기를 제공할 수 있다 .
- 캘리포니아의 스타트업 NDB에서 이 기술을 성능 향상과 안전성을 위해 '다이아몬드 내 다이아몬드' 방식으로 추진하고 있으며, 스마트폰부터 전기차까지 다양한 기기에서의 활용을 목표로 하고 있다 .
방사성 다이아몬드 배터리의 작동 원리
- 그래파이트 블록을 사용하여 방사성 동위원소인 탄소-14를 활용하는 방법이 제안되었다.
- 탄소를 저압 환경에서 가열하여 가스로 변환한 후, 이를 냉각하고 재압축하여 다이아몬드를 생성한다.
- 방사성 다이아몬드를 배터리 셀에 넣고, 반도체 재료인 실리콘과 결합하여 전류를 생성하는 방식이다.
- 이 기술은 베타 전압 셀이라고 하며, 방사성 다이아몬드가 전자를 지속적으로 생성할 수 있는 장점이 있다.
핵심 도전과제와 현재 상황
- NDB에서 제안한 유일한 배터리 셀 디자인은 컴퓨터 칩 크기 정도로, 에너지 용량은 100 마이크로와트에 불과하다 .
- 일반적으로 에너지는 킬로와트나 메가와트 단위로 측정되며, 평균 테슬라 롱레인지 배터리 팩은 75 킬로와트시의 에너지 용량을 가진다 .
- 마이크로와트 스케일과 비교할 때 1 킬로와트는 10억 마이크로와트에 해당하여, 원자력 다이아몬드 배터리 기술이 전기자동차에 필요한 스케일로 성장하기 위해 매우 가파른 변화가 필요하다 .
- 현재 기술은 훌륭한 아이디어지만, 많은 사람들이 주장하는 것처럼 게임 체인저로 등장하기엔 아직 준비가 되어 있지 않다 .
출처: (10) Are Nuclear Diamond Batteries The Future Of Tesla? - YouTube
