우리 모두 경험해 보셨을 겁니다. 크리스마스 아침입니다. 한 아이가 선물 포장을 뜯어내고 올해 가장 인기 있는 장난감을 포장에서 꺼내 버튼을 누르면 앞으로 며칠 동안 소음과 번쩍이는 불빛으로 집안을 시끄럽게 할 준비가 되어 있지만 아무 일도 일어나지 않습니다. 버려진 상자에 체크하고 작은 글씨를 읽습니다: "배터리는 포함되어 있지 않습니다."

요즘에는 시계, 휴대폰, 자전거, 자동차 등 모든 기기에 배터리가 포함되어 있는 것 같습니다. TV 리모컨에서 배터리를 훔치거나 먼지가 쌓인 주방 서랍 뒤에서 배터리를 찾는 대신 충전 상태를 유지하고 수명을 늘리는 방법을 찾고 있으며, 나아가 에너지 인프라를 완전히 바꿀 수 있는 방법을 연구하고 있습니다.

이달 초 뉴욕 타임즈에 보도된 바와 같이, 거대한 배터리는 특히 태양열과 풍력 등 재생 가능한 전력을 더 많이 사용하는 지역에서 미국의 전기 사용 방식을 변화시키고 있습니다.

2020년 이후, 태양열을 가장 많이 사용하는 캘리포니아주는 중국을 제외한 전 세계 어느 곳보다 더 많은 대형 배터리를 에너지 그리드에 설치했습니다. 논리는 간단합니다: 밤에는 태양이 없기 때문에 태양광 발전이 불가능합니다. 하지만 낮 동안 소모된 잉여 에너지를 배터리에 저장해 밤새 사용할 수 있어 화석 연료 수요의 일부를 대체할 수 있습니다.

텍사스에서도 마찬가지로 수요가 적은 시간대에 야간 풍력을 저장했다가 사용량이 급증하는 다음 날에 사용할 수 있습니다. 지난 3년 동안 미국 전력망의 배터리 저장 용량은 10배 증가했으며 올해에는 다시 두 배로 늘어날 것으로 예상됩니다. 블룸버그NEF의 미국 전력 분석 책임자인 헬렌 코우는 타임즈와의 인터뷰에서 "배터리는 이러한 틈새 애플리케이션에서 대량의 재생 에너지를 피크 수요 시간대로 옮기는 데 빠르게 전환하고 있습니다."라고 말했습니다.

하지만 배터리만으로는 화석 연료에 대한 의존도를 해결할 수 없습니다. 리튬 이온 배터리는 여전히 주로 중국에서 생산되기 때문에 가용성이 문제가 되고 있으며, 화재 위험도 있습니다. 다행히도 배터리 기술은 계속 발전하고 있으며, 이에 따라 새로운 기능에 대한 잠재력도 커지고 있습니다.

한 가지 혁신은 소금물을 통해 에너지를 저장하는 플로우 배터리의 개발입니다. 배터리를 충전하기 위해 물은 산과 염기로 분리되어 별도의 탱크에 저장됩니다. 반응이 재결합되면 에너지를 방출합니다. 임페리얼 칼리지 런던의 보도에 따르면, 지아준 센은 그곳에서 공부하면서 이 아이디어를 개발했으며, 현재 이 기술을 시장에 출시하기 위해 600만 유로의 시드 투자를 받은 아쿠아배터리를 이끌고 있습니다.

또한 새로운 소재 구조로 에너지 저장을 혁신하여 전기 자동차 및 기타 장치의 커패시터가 훨씬 더 오랫동안 충전을 유지할 수 있습니다.

라이브 사이언스에서는 최근 과학자들이 우연히 발견한, 물질을 통해 에너지가 소멸되는 속도를 줄이는 새로운 속성을 가진 '이종 구조'에 대한 돌파구를 다뤘습니다. 이 새로운 커패시터는 19배 더 높은 에너지 밀도를 유지할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 소비자 기기와 그리드 규모의 에너지 저장 장치 모두에서 향상된 배터리를 위한 기반이 될 수 있습니다.