설탕 배터리는 일종의 효소 연료전지이다. 공기와 연료인 말토덱스트린(maltodextrin)을 결합시켜 전기와 물을 발생시키는 원리로 만들어진다. 말토덱스트린은 탄수화물의 부분적인 가수분해로 만들어지는 다당류다. 또한 리튬리온 배터리는 값비싼 백금을 촉매로 사용하는 것과 달리 설탕 배터리는 효소를 이용하기 때문에 훨씬 더 경제적이다. 또한 수소 연료전지와 달리 폭발이나 화재의 위험성 등이 없다. 만약 설탕 배터리가 방전되면, 사용자는 마치 프린터에 잉크를 보충하는 것과 같이 배터리에 설탕을 보충하면 된다.
미국 버지니아공대 연구진이 2014년 리튬전지보다 10배 이상 오래 가는 설탕 배터리를 개발했다.[1]
배경
미국의 환경보호국이 발표한 자료에 따르면 미국에서만 매년 독성을 가진 리튬이온 배터리가 수십억 개씩 사용된 후 버려지고 있는 것으로 밝혀졌다. 이렇게 버려진 배터리는 환경과 인간의 건강에 모두 심각한 해를 끼칠 수 있을 것으로 전문가들은 우려하고 있다. 설탕 배터리는 리튬이온 배터리보다 훨씬 더 에너지 저장 능력이 우수하면서도 생분해가 가능하여 환경오염을 일으키지 않는 장점이 있다. 설탕 배터리의 실용화가 이루어지면 수십만 톤의 버려지는 배터리가 땅에 묻히면서 토양과 수질을 오염시키는 것을 방지할 수 있는 솔루션을 제공해줄 수 있을 것으로 전망되고 있다. 설탕 배터리는 스마트폰, 전기차 등에 쓰일 것으로 보인다.
역사
배터리의 연료로 설탕을 사용하는 것이 완전히 새로운 개념은 아니다. 글루코스(Glucose) 형태인 설탕이 모든 생물체가 필요로 하는 에너지를 제공한다는 사실은 이미 오래 전부터 과학자들의 관심의 대상이 되어 왔다.
미 세인트루이스대의 연구진은 설탕이 들어 있는 음료수로 작동할 수 있는 연료전지 배터리를 개발하여 화제가 됐다. 이 연료전지는 기존의 리튬이온 배터리에 비해 한 번 충전으로 3~4배 더 오래 가동될 수 있는 잠재성을 가진 것으로 나타났다.
설탕 배터리의 첫 번째 응용분야로 휴대폰 배터리이다. 또 국방용 전자장비에 적용될 수 있는 가능성도 있다. 전쟁터 혹은 전기가 공급되지 않는 비상사태에서 휴대용 전자장비를 충전하기 위해 배터리에 설탕 재료를 첨가하기만 하면 즉시 재충전할 수 있을 것이다.
일본에서도 설탕을 이용한 배터리 개발이 활발하게 진행되고 있는데, 나트륨 이온과 함께 설탕을 활용하여 기존의 리튬이온 전지를 대체할 수 있는 배터리를 개발하고 있어 주목을 끌고 있다. 동경과학기술대의 신히찌 코마바(Shinichi Komaba) 교수가 이끌고 있는 연구진은 배터리를 위한 양극과 음극 물질을 개발했다. 양극을 위한 물질로 일반 설탕을, 그리고 음극과 탄소를 만들기 위한 물질로는 나트륨 이온을 사용하고 있다. 설탕의 주요 성분인 자당(蔗糖)을 열분해 함으로써 얻어진 경질탄소에 열을 가해 검은색의 경질탄소 분말을 만들었는데, 이것을 나트륨이온 배터리에서 양극으로 사용했다.[2]
각주
참고자료
같이 보기
|
 이 설탕 배터리 문서는 배터리에 관한 글로서 검토가 필요합니다. 위키 문서는 누구든지 자유롭게 편집할 수 있습니다. [편집]을 눌러 문서 내용을 검토·수정해 주세요.
|
| 자동차 : 자동차 분류, 자동차 회사, 한국 자동차, 독일 자동차, 유럽 자동차, 미국 자동차, 중국 자동차, 일본 자동차, 전기자동차, 자동차 제조, 자동차 부품, 자동차 색상, 자동차 외장, 자동차 내장, 자동차 전장, 자동차 부품 회사, 배터리 □■⊕, 배터리 회사, 충전, 자동차 판매, 자동차 판매 회사, 자동차 관리, 자동차 역사, 자동차 인물
|
|
|
| 배터리 종류
|
1차전지 • 2차전지 • 3차전지 • AA 전지 • AAA 전지 • HFC • LCO • LFP • LMO • LTO • NCA • NCM • NCMA • 각형 배터리 • 건전지 • 고전압 배터리 • 고체전지 • 공기전지 • 과산화은전지 • 구반반 배터리 • 그래핀 배터리 • 금속 공기 배터리 • 나노셀룰로스 종이 배터리 • 나트륨이온 배터리 • 나트륨 황 배터리 • 납축전지 • 니켈 수소 배터리 • 니켈 카드뮴 배터리 • 다이아몬드 배터리 • 단추형 전지 • 대용량 배터리 • 대형배터리 • 동위원소 배터리 • 리튬공기전지 • 리튬 망간 배터리 • 리튬메탈 배터리 • 리튬 이산화탄소 배터리 • 리튬이온 배터리 • 리튬 인산철 배터리 • 리튬전지 • 리튬 코발트 배터리 • 리튬 티타네이트 배터리 • 리튬 폴리머 배터리 • 리튬 하이니켈 배터리 • 리튬 황 배터리 • 마그네슘 배터리 • 망가니즈전지 • 모래 배터리 • 무음극배터리 • 물리전지 • 미생물 연료전지 • 바나듐 배터리 • 바나듐 레독스 흐름 배터리 • 바나듐이온 배터리 • 바빌로니아 전지 • 박막배터리 • 박테리아 배터리 • 박테리아 종이 배터리 • 반고체 배터리 • 배터리 • 베타 배터리 • 보조배터리 • 볼타전지 • 불소이온 배터리 • 블레이드 배터리 • 비축전지 • 사원계 배터리 • 산화물 전고체 배터리 • 산화은전지 • 삼원계 배터리 • 설탕 배터리 • 세라믹 축전기 • 소금 배터리 • 소형배터리 • 수소연료전지 • 수은전지 • 슈퍼커패시터 • 습전지 • 아연공기전지 • 아연 탄소 전지(르클랑셰 전지) • 아폴로 • 알루미늄 공기전지 • 알루미늄 공기 흐름 전지 • 알칼리전지 • 얼티엄 배터리 • 에너지저장장치(ESS) • 에이터너스 • 연료전지 • 열전지 • 용융염 배터리 • 원자력전지 • 원통형 배터리 • 육둘둘 배터리 • 인섀시 배터리 • 전고체 배터리 • 전지 • 종이 배터리 • 중형배터리 • 차세대 배터리 • 초소형배터리 • 축전기(콘덴서) • 축전지 • 칼륨 배터리 • 칼슘 배터리 • 커패시터 • 코인셀 배터리 • 태양전지 • 파우치형 배터리 • 파워월 • 팔일일 배터리 • 폐배터리 • 폴리머 배터리 • 폴리머 전고체 배터리 • 프리폼 배터리 • 플렉서블 배터리 • 하이니켈 배터리 • 하이브리드 리튬메탈 배터리 • 해수전지 • 핵 배터리 • 화학전지 • 황화물 전고체 배터리 • 흐름전지(레독스 플로우 배터리)
|
|
|
| 배터리 기술
|
ALD • CCS • CSG • CTB • CTV • K-배터리 • MPI • MTB • NCMX • PCM • SRS • 건식분리막 • 계면 • 계면저항 • 계면활성제 • 고용량 • 고체전해질 • 고출력 • 공랭식 • 굴곡도 • 기공 • 기억효과(메모리 효과) • 냉각시스템 • 다공성 • 대용량 • 덴드라이트 • 드라이룸 • 모듈투바디(MTB) • 무기 고체 전해질 • 바인더 • 박막 • 박막화 • 방열판 • 방열핀 • 배터리관리시스템(BMS) • 배터리데이 • 배터리모듈 • 배터리 보호회로모듈 • 배터리셀 • 배터리 케이스 • 배터리 패키징 • 배터리팩 • 배터리하우징 • 배터리 히팅 시스템 • 복합전해질 • 분리막 • 블랙파우더 • 비전해질 • 사물배터리 • 산화물 • 산화물계 전해질 • 세라믹 코팅 • 세라믹 코팅 분리막 • 셀밸런싱 • 셀투바디(CTB) • 셀투비클(CTV) • 셀투섀시(CTC) • 셀투카(CTC) • 셀투팩(CTP) • 소용량 • 수랭식 • 스태킹 • 습식분리막 • 실리콘 음극재 • 실버코팅 • 안전성 강화 분리막(SRS) • 액체전해질 • 양극박 • 양극소재 • 양극재 • 양극판 • 양극활물질 • 여과 • 열폭주 • 열화현상 • 와인딩 • 용량 • 유기 고체 전해질 • 유랭식 • 음극소재 • 음극재 • 음극판 • 음극활물질 • 이온전달막 • 이온전도도 • 이온화 • 저용량 • 저출력 • 전고체 • 전구체 • 전지박 • 전해액 • 전해질 • 전해질막 • 점프 • 점프케이블 • 정격용량 • 정격전압 • 제로모듈 • 젤리롤 • 집전체 • 출력 • 침출 • 콤퍼레이터 • 티본 레이아웃 • 파우치 • 패스웨이 • 폐양극재 • 활물질 • 황화물 • 황화물계 전해질 • 히트싱크 • 히트파이프 • 히트펌프
|
|
|
| 배터리 제품
|
1865 배터리 • 2170 배터리 • 4680 배터리 • 기린 배터리
|
|
|
| 위키 : 자동차, 교통, 지역, 지도, 산업, 기업, 단체, 업무, 생활, 쇼핑, 블록체인, 암호화폐, 인공지능, 개발, 인물, 행사, 일반
|
|
위키원
