그래핀 배터리: 고속 충전이 현실이 된 Hype

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  퀀텀런 예측
• 2022년 ２월 23일

인사이트 요약

그래핀은 높은 표면적, 강도, 유연성 및 효율적인 전기 전도성과 같은 고유한 특성으로 인해 에너지 저장 분야에 큰 파장을 일으키고 있습니다. 스타트업은 이러한 특성을 활용하여 기존 배터리보다 성능이 뛰어난 배터리를 개발하고 특히 전기 자동차(EV)의 경우 더 긴 작동 시간, 탄소 배출량 감소, 더 빠른 충전 시간을 약속합니다. 현재 광범위한 채택을 방해하는 높은 생산 비용에도 불구하고 그래핀 배터리의 잠재력은 가전제품에서 재생 에너지 시스템에 이르기까지 다양한 분야를 변화시킬 수 있습니다.

그래핀 컨텍스트

우리가 알고 있는 흑연 중 가장 얇은 형태인 그래핀은 에너지 저장 분야에서 주목받고 있는 소재이다. 이 물질은 탄소 원자의 단일 층으로 구성되어 있어 부피에 비해 표면적이 높습니다. 이러한 독특한 특성으로 인해 배터리 및 슈퍼커패시터에 사용하기에 탁월한 선택입니다. 그래핀의 얇음과 강도, 유연성, 경량 특성이 결합되어 효율적인 전기 전도체가 됩니다. 또한 배터리 성능에 중요한 요소인 열에너지에 대한 저항이 낮습니다. 

스타트업들은 이미 배터리 기술에서 그래핀의 잠재력을 활용하고 있습니다. 예를 들어 Nanograf는 자사 배터리가 기존 리튬 이온 배터리에 비해 작동 시간이 50% 증가했다고 보고했습니다. 또한 배터리의 총 탄소 배출량이 25% 감소하고 동일한 출력에 대해 무게가 절반으로 감소한 것으로 나타났습니다. 

또 다른 스타트업인 리얼그래핀(Real Graphene)은 그래핀의 내구성을 활용해 보다 강력한 전류를 처리할 수 있는 배터리를 만들고 있다. 이 기능은 높은 수준의 스트레스를 견딜 수 있는 배터리가 필요한 EV에 특히 중요합니다. EV 배터리의 테스트 기간은 일반적으로 XNUMX~XNUMX년이지만 Real Graphene은 해당 기술의 잠재력에 대해 낙관하고 있습니다. 그들은 그래핀 기반 배터리가 표준 소비자 EV를 XNUMX시간 이내에 충전할 수 있으며 이는 현재 충전 시간에 비해 크게 개선될 수 있다고 믿습니다. 

파괴적 영향

그래핀 배터리로 구현되는 EV의 충전 시간 단축은 게임 체인저가 될 수 있으며 EV는 소비자에게 더욱 매력적인 옵션이 될 수 있습니다. 더욱이 기업들이 점점 더 환경, 사회, 거버넌스(ESG) 정책에 맞춰 운영을 조정하는 것을 목표로 함에 따라 그래핀 배터리와 같은 청정 에너지 옵션에 대한 수요가 증가할 가능성이 높습니다. 이러한 변화는 현재의 자금 제한에도 불구하고 이 분야에 대한 추가 연구 및 개발을 촉진할 수 있습니다.

더욱이 그래핀 배터리의 잠재력은 단순히 EV를 넘어 확장됩니다. 우리 일상생활에 꼭 필요한 가전제품과 전동 공구를 생각해 보세요. 이러한 장치는 그래핀 배터리를 사용하면 수명과 성능이 크게 향상될 수 있습니다. 예를 들어, 그래핀 배터리로 구동되는 무선 드릴은 장기간 작동하여 재충전 빈도를 줄이고 생산성을 향상시킬 수 있습니다. 마찬가지로, 진공청소기나 잔디 깎는 기계 같은 가전제품도 더욱 효율적이고 사용하기 편리해질 수 있습니다. 이러한 개선으로 인해 해당 장치에 대한 소비자 기대와 표준이 바뀌고 제조업체가 그래핀 배터리를 채택하는 데 영향을 미칠 수 있습니다.

그러나 그래핀의 높은 생산 비용은 그래핀의 광범위한 채택에 큰 장벽이 됩니다. 그럼에도 불구하고 테슬라모터스, 삼성, 마이크로소프트 등 주요 기업들이 그래핀 배터리 개발에 관심을 보이는 것은 긍정적인 신호다. 그들의 참여는 생산 기술의 발전으로 이어질 수 있으며 잠재적으로 비용을 절감하고 그래핀 배터리의 접근성을 높일 수 있습니다. 이는 가전제품부터 재생 에너지 시스템에 이르기까지 이 재료에 대한 광범위한 응용 분야를 열 수 있습니다.

그래핀 배터리 기술의 시사점

그래핀 배터리의 더 넓은 의미는 다음과 같습니다.

• 모든 종류의 내연 차량에서 벗어나는 세계의 변화를 더욱 가속화하는 EV 비용의 상당한 감소. 
• 소비자 및 상업용 사용 사례를 위한 전기 비행기 및 VTOL(수직 이착륙) 차량의 개발이 가속화되어 도시 및 장거리 드론 운송이 가능해졌습니다.
• 그래핀 배터리의 표준인 급속 충전을 가능하게 하는 방식으로 안전하게 전기를 공급할 수 있는 현대화된 전력망 및 충전소에 대한 정부 투자.
• 제조 비용이 줄어들고 그래핀 배터리의 대량 생산이 현실화되면 새로운 일자리 창출이 가능합니다.
• 첨단 재료 과학 및 배터리 생산 분야의 새로운 산업과 일자리 기회.
• 그래핀 배터리의 안전하고 윤리적인 사용을 보장하기 위한 새로운 규정 및 표준으로 인해 에너지 저장 시장이 더욱 안전하고 규제됩니다.
• 더 오래 지속되고 더 빠르게 충전되는 배터리의 가용성은 인구통계학적 추세에 영향을 미치며, 특히 외딴 지역에서 더 많은 사람들이 안정적인 전원에 접근할 수 있게 되었습니다.

고려해야 할 질문

• 휴대폰, 태블릿 및 기타 상업용 기기와 같은 기술 제품은 그래핀 배터리로 구동될 때 훨씬 더 오래 지속될 것입니다. 이것이 일반적으로 소매 판매 및 소비주의에 어떤 영향을 미칠 것이라고 생각하십니까?
• 급속 충전 능력을 포함한 그래핀 배터리 구동 EV의 이점을 고려할 때 그래핀 배터리가 전기 자동차에 대한 관심과 소유권을 더 많이 자극할 것이라고 생각하십니까?