미국 일리노이 대학교 과학자들이 세계에서 가장 작은 배터리를 개발했습니다. 이 배터리는 한 변의 길이가 2mm인 직사각형 판 모양입니다. 이 배터리의 에너지 용량은 초소형 마이크로칩에 전력을 공급하기에 충분합니다.
다음과 같은 기술을 사용하여 소형 배터리를 생산하는 것이 가능했습니다.
- 2D 포토리소그래피.
- 3D 홀로그래픽 리소그래피.
연구진은 이 두 가지 기술을 활용하여 전극의 표면적을 늘리고 배치 위치를 최적화할 수 있었습니다.
가장 작은 배터리를 테스트하기 위해 간단한 전기 회로를 제작했습니다. 이 회로는 빨간색 LED와 배터리로 구성되었습니다. 200회 충전 후에도 전구는 10초 동안 켜져 있었습니다. 용량초기 수치에서 88%까지 회복하기 시작했습니다. 이는 매우 좋은 결과입니다.
이러한 배터리는 어디에 사용될 수 있나요?
이와 유사한 발명이 무선 장비에도 적용될 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.
- 임플란트.
- 구동 메커니즘.
- 무선 센서.
미국의 다른 과학자들 우리는 더욱 작고 초소형인 전지를 개발하기 위해 많은 노력을 기울였습니다. 산화주석 양극은 길이 100나노미터, 너비 10나노미터 크기입니다. 리튬 음극은 길이가 3mm가 채 되지 않으며, 이온화 기능을 갖춘 액체 전해질에 담겨 있습니다.
이 배터리의 주요 장점은 다음과 같습니다.
- 컴팩트함.
- 쉬움.
- 효율성은 양호하지만 개선의 여지가 있습니다.
미래에는 과학자들이 나노입자 크기의 배터리를 만들 계획입니다.
이 두 개의 소형 배터리 외에도, 재권이라는 미국인 부교수가 개발한 또 다른 배터리가 있습니다. 이것은 핵 발전 요소이 에너지원은 방사성 동위원소의 붕괴를 이용합니다. 크기는 작은 동전만 합니다. 이 에너지원을 사용하는 것은 완전히 안전합니다.
이 개발에서 도체는 액체 상태입니다. 따라서 내부 격자는 방사선에 의해 손상되지 않습니다.
연구진은 가까운 시일 내에 이 전원 장치의 출력을 높이고 크기를 줄이는 방향으로 개량할 예정입니다. 또한 다른 재료를 사용하여 테스트할 계획입니다.
머지않아 이러한 배터리는 휴대전화, 노트북, MP3 플레이어 및 기타 휴대용 기기에 사용될 수 있을 것입니다.
가장 작은 배터리조차도 수백 년 동안 사용할 수 있습니다!
작동 원리
태양광 패널과 유사합니다. 방사성 가스 또는 삼중수소가 전자 흐름을 방출하면 이 전자가 실리콘 웨이퍼에 포착되어 전극으로 전달됩니다.
방사성 물질의 붕괴 시간은 12.5년입니다. 즉, 우리는 그 기간 동안 배터리 없이도 작동할 수 있다는 뜻입니다!
과학자들은 성공하기까지 수많은 난관을 극복해야 했습니다. 전자빔을 포착하는 것은 매우 어려웠습니다. 이를 위해 그들은 평평하지 않은 3차원 중괄호 모양의 실리콘 트랩을 제작해야 했습니다. 이 트랩을 통해 전자는 홈이나 특수 홈으로 들어가게 됩니다. 이 홈은 깊이가 40마이크론이고 크기가 최대 1마이크론에 달합니다. 이러한 홈의 개수를 통해 퍼져나가는 전자빔을 효과적으로 포집할 수 있었습니다.
이렇게 해서 여러 연구원들이 힘을 합쳐 세상에서 가장 작은 배터리를 만들어냈습니다! 그리고 머지않아 일반 사용자들도 이 배터리를 사용할 수 있게 될 것입니다!
