수소 배터리는 오랫동안 과학자들의 시험 차량에 사용되어 왔습니다. 그리고 최근에는 이를 일상생활 가전제품에 활용하자는 아이디어가 제기되었습니다. 연구진은 양성자 빔에서 에너지를 추출하기로 결정했습니다.
일반적인 수소 배터리에서는 물을 수소와 산소로 분해합니다. 이렇게 생성된 수소는 연료 전지에 넣어 화학 반응을 통해 에너지를 방출하기 시작합니다. 하지만 양성자 기반 전지는 이와는 상당히 다른 방식으로 작동합니다.
오스트리아 과학자들은 금속 전극을 사용하여 가역적인 양성자 교환막을 개발했습니다. 그 결과, 기체 상태를 거치지 않고 고체 상태의 수소를 사용할 수 있게 되었습니다.
수소 배터리의 작동 원리
충전 과정에서 양성자 교환막에서 방출된 양성자(수소 이온)가 한쪽 전극의 전자와 결합합니다. 이로써 기존 배터리처럼 에너지 저장이 시작됩니다. 방전 시에는 양성자가 산소와 결합하여 전자를 방출하고, 이 전자가 필요한 전류를 생성합니다.
계산에 따르면 수소 배터리의 에너지 효율은 리튬 이온 배터리와 유사합니다. 하지만 수소 배터리의 에너지 밀도는 훨씬 높습니다. 이는 양성자 동력 배터리를 초소형으로 제조할 수 있음을 시사합니다. 또한, 모든 예측에 따르면 이 신기술의 비용은 리튬 이온 배터리보다 낮을 것입니다.
