배터리는 휴대폰, 태블릿, 시계, 리모컨 및 기타 여러 가정용품에 사용되는 일상 생활에서 가장 일반적인 형태의 에너지 저장 장치이지만, 배터리만이 에너지 저장 장치의 유일한 유형은 아닙니다. 각 유형은 각기 다른 용도에 적합합니다. 다음은 3가지 유형의 에너지 저장 장치와 각기 다른 사용 방식입니다.
배터리
배터리는 화학 반응을 통해 전기를 생성하는 전기화학 장치입니다. 외부 회로와 연결하면 배터리 내부의 전자가 한 전극에서 다른 전극으로 흐르면서 전류를 생성하여 부하에 전력을 공급합니다. 특정 물질의 조합은 같은 방식으로 반응하지 않으며, 각 화학 물질은 서로 다른 양의 에너지를 저장하고 서로 다른 전압 범위에서 작동할 수 있습니다. 오늘날 가장 일반적으로 사용되는 리튬 이온 배터리는 대용량, 안정성, 낮은 자체 방전율, 상대적으로 낮은 유지보수 필요성 때문에 선호되고 있습니다. 또한 리튬 이온 배터리는 무결성과 안전성을 유지하면서 여러 번 충전 및 방전할 수 있습니다. 알카라인 배터리는 리모컨, 손전등, 장난감 및 기타 여러 품목에 전원을 공급하는 데 사용되는 또 다른 일반적인 배터리 화학 물질입니다. 납축 배터리는 자동차에서 모터를 시동하는 데 사용됩니다.
휴대폰, 태블릿 및 기타 휴대용 기기는 충전이 필요하기 전에 하루 동안 사용할 수 있는 등 소규모 애플리케이션에서는 배터리가 상당히 유리합니다. 하지만 전기 자동차나 그리드 스토리지와 같은 대규모 애플리케이션의 경우 용량이 여전히 부족합니다. 배터리는 전기 자동차에서 가장 무겁고 비싼 부품이며, 대부분의 배터리는 여전히 내연기관 자동차를 따라잡을 만큼 충분한 용량을 확보하지 못하고 있습니다. 배터리의 추가 개선은 결국 경쟁의 장을 고르게 만들어 같은 크기의 배터리가 이전보다 더 많은 에너지를 저장할 수 있도록 하여 대규모 애플리케이션에 대한 경쟁력과 실행 가능성을 높일 것입니다.
산화 환원 플로우 배터리 는 화학 전지의 또 다른 유형이지만 일반적인 셀 배터리와는 완전히 다른 방식으로 작동합니다. 플로우 배터리는 전해질 탱크에 연결된 두 개의 하프셀로 구성된 액체 기반 배터리입니다. 하프셀은 음극과 양극 용액으로 채워져 있으며, 하프셀을 통해 전해질이 지속적으로 순환하면서 에너지가 방출되거나 저장됩니다.
레독스 흐름 배터리
리튬 배터리와 달리 플로우 배터리는 고정식이지만 대규모 애플리케이션에 유리합니다. 더 큰 탱크와 더 농축된 전해질 용액을 사용하여 에너지 용량을 쉽게 확장할 수 있습니다. 그러나 일반적으로 크기가 상당히 크기 때문에 휴대용 애플리케이션에 가장 적합한 선택은 아닙니다. 일부 전문가에 따르면 최대 30년대규모 에너지 저장을 위한 비용 효율적인 대안으로 모색되고 있습니다.
슈퍼 커패시터
슈퍼 커패시터는 화학적 에너지가 아닌 정적으로 에너지를 저장합니다. 전해질에 존재하는 이온이 한 금속 전극판에서 다른 금속 전극판으로 이동할 때 전기장이 생성됩니다.
슈퍼 커패시터는 화학 기반 에너지 저장 장치와는 매우 다릅니다. 에너지 밀도가 높지 않아서 1~30Wh/kg만 저장할 수 있습니다. 하지만 전력 밀도가 매우 높기 때문에 단시간에 많은 양의 에너지를 방출하고 재충전할 수 있습니다.
슈퍼 커패시터의 특성상 회생 제동과 같은 고전력 애플리케이션에 적합합니다. 그리드 스토리지 애플리케이션에서 슈퍼 커패시터는 피크 부하 수요를 충족하는 버퍼 역할을 하여 수요가 급증할 때 주 에너지 스토리지가 작동하기 전에 에너지를 그리드에 빠르게 방출할 수 있습니다.
각 유형의 에너지 저장 장치에는 장점과 한계가 있습니다. 일부에서는 여러 유형을 결합하여 장점을 활용하는 방법을 모색하고 있습니다. 퀸즐랜드 공과대학교의 연구진은 배터리와 슈퍼 커패시터의 하이브리드 슈퍼커패시터의 전력 밀도로 배터리의 에너지 용량을 가질 수 있는 장치를 만들 수 있습니다. 이러한 종류의 혁신은 에너지 저장을 발전시키고 미래를 위한 보다 효율적인 솔루션을 만드는 데 도움이 될 것입니다. 배터리부터 플로우 배터리, 슈퍼 커패시터에 이르기까지 다양한 유형의 솔루션을 테스트할 수 있는 고품질 장비를 보유하고 있는 Arbin Instruments. 지금 전문가와 상담하세요 를 검색하여 연구 및 개발 요구 사항에 적합한 것을 찾아보세요.
