빠르게 구축할 수 있는 NUS 연구실

싱가포르 - 싱가포르 국립대학교(NUS)의 한 시설에서는 주유소에서 주유하는 데 걸리는 시간 내에 전기 자동차(EV)를 완전히 충전할 수 있는 배터리를 개발하고 있습니다.

금속 니오븀을 사용하여 제작된 이 배터리는 오늘날의 EV에 전력을 공급하는 배터리보다 10년 이상 지속되며 차량 자체보다 오래 지속될 수 있습니다.

급속 충전 배터리는 국립연구재단(National Research Foundation)의 지원을 받아 5월 22일 공식적으로 개장한 500만 달러 규모의 새로운 배터리 혁신 NUS 시설의 핵심 프로젝트 중 하나입니다.

현재 전기에너지 붐으로 인해 리튬이온 배터리의 공급이 부족해지면서 NUS가 차세대 배터리 개발 경쟁에 뛰어들었습니다.

이 연구실은 세계 최고의 니오브 공급업체인 브라질 회사 CBMM과 협력하여 30년 수명의 급속 충전 배터리를 개발하기 위해 시작되었습니다.

NUS 첨단 2D 재료 센터(CA2DM) 소장인 Antonio H. Castro Neto 교수는 이 시설을 통해 개발자가 각 배터리 부품을 개발하기 위해 여러 제조업체를 돌아다니는 대신 한 사이트에서 배터리 프로토타입의 모든 부품을 제작하고 테스트할 수 있다고 말했습니다. ).

이 센터에는 새로운 시설인 CBMM-CA2DM 고급 배터리 연구소가 자리해 있습니다.

제조업체는 용광로와 같은 다양한 배터리 테스트 도구를 사용하여 새로운 재료를 성장시키고 X선 스캐너를 사용하여 사용된 요소의 특성을 연구할 수 있습니다.

연구실에는 습도가 1%로 유지되는 건조실과 배터리 테스트를 위한 무산소실, 프로토타입의 내구성을 안전하게 테스트할 수 있는 방화실도 마련되어 있습니다.

Castro Neto 교수는 "이 프로젝트는 배터리 생산을 위한 파일럿 라인입니다."라고 말했습니다.

"기가팩토리처럼 대규모 시설이 아닙니다. 제3자 제조업체가 테스트하고, 먼저 살펴보고, 시장 사용 승인을 받을 수 있도록 충분한 배터리를 생산하는 것이 아이디어입니다."

Castro Neto 교수는 이 시설이 차세대 배터리 개발에 관심이 있는 승인된 배터리 제조업체와 기업에 열려 있다고 말했습니다.

그는 각 프로젝트가 이미 사용 가능한 배터리를 점진적으로 개선하는 것보다 프로젝트가 진정으로 혁신적이라는 것을 확신해야 하는 과학자 패널에 의해 검토될 것이라고 덧붙였습니다.

CBMM 글로벌 배터리 책임자인 Rogerio Ribas는 "이 센터는 먼저 니오븀의 저항성 분자 구조와 그래핀의 전기 전도성을 결합한 니오븀-그래핀 배터리에 투자하고 있다"고 말했습니다.

지난 4년 동안 CBMM은 전기 스쿠터 및 전동 공구와 같은 전자 제품에 사용되는 배터리의 내구성을 향상시키기 위해 니오븀을 판매했다고 Ribas 씨는 말했습니다.

회사는 이제 2024년에 생산될 니오븀-그래핀 배터리 프로토타입을 통해 기술을 더욱 편리하고 오래 지속되도록 만드는 것을 목표로 하고 있습니다.

니오븀의 구조는 배터리가 충전되는 동안 스트레스에 더 강해 배터리 수명을 연장하고 과열을 방지한다고 Ribas 씨는 말했습니다.

일단 준비되면 니오브 내장 배터리는 시작 용량의 약 80%를 유지하면서 최소 10,000회 충전할 수 있다고 그는 말했습니다. 이 예측은 오늘날 표준 EV 배터리가 할 수 있는 것보다 최대 5배 더 높습니다.

Ribas 씨는 "오래 지속되는 배터리가 있다면 교체하거나 새로운 재료를 시장에 출시할 필요가 없습니다"라고 말했습니다.

회사는 배터리의 내구성과 사용 안전성을 유지하면서 현재 EV에 사용되는 최신 고속 충전 셀보다 약 3배 빠른 10분 만에 완전히 충전할 수 있는 자동차 배터리를 개발하는 것을 목표로 하고 있습니다.

Ribas 씨는 니오븀 내장 배터리에서 각 충전이 얼마나 오래 지속될지는 아직 알 수 없지만 고속 충전 기능은 더 작은 배터리 팩이 더 많은 차량에 서비스를 제공할 수 있음을 의미한다고 덧붙였습니다.

이 배터리는 폐기 시 독성 폐기물을 생성하는 리튬 이온 배터리 생산에 대한 보다 지속 가능한 대안을 제공하기 위해 진행 중인 여러 차세대 셀 중 하나입니다.