이러한 양상은 에너지와 교통의 지속가능하고 이상적인 미래상이다. 하지만 한 가지 커다란 문제가 있다. 전기차용 배터리나 재생에너지 저장에는 리튬 이온 배터리가 사용된다. 그런데 리튬 배터리는 재활용이 어렵다.일반적으로 배터리 재활용 공장에선 배터리를 분쇄해 가루로 만든다. 그리고 그 가루를 녹이거나 산성 물질로 용해한다. 하지만 리튬 배터리는 조심스럽게 분쇄하지 않으면 폭발할 수 있는 여러 가지 물질이 들어 있다. 게다가 리튬 배터리는 고장나면, 재활용이 어려워진다.
미국 샌디에이고 캘리포니아 대학의 에너지 기술 교수 셜리 멍은 "리튬과 코발트, 니켈을 채굴하고 정제해 배터리로 만드는 데는 많은 전기와 노력이 들어가기에 사용주기를 순환시킬 방법을 찾아야 한다"며 "더 이상 배터리를 일회용으로 취급할 순 없다"고 말했다.리튬 배터리 셀은 리튬과 코발트, 니켈, 망간, 철 등의 혼합물로 만들어진 금속 음극을 가지고 있다. 이 부분은 전기화학 반응에서 전자를 끌어모으는 역할을 한다. 이 셀 안에는 전자를 외부 회로로 방출하는 양극도 있다. 이 부분은 흑연으로 만들어진다. 이와 함께 분리기, 음극과 양극 사이에서 전자를 전달하는 매개체인 전해질이 셀의 구성 요소다.
영국 패러데이 연구소의 애보트 연구팀은 리튬 배터리의 재활용을 연구하는 프로젝트의 일환으로 로봇을 이용한 리튬 배터리 분해를 연구 중이다. 애보트는 연구팀이 "치과의사가 치아를 청소할 때 사용하는 것처럼" 초음파 탐침을 사용해 양극과 음극의 직접적인 재활용을 달성할 수 있는 방법을 찾아냈다고 말했다. "표면에 초음파를 집중시켜 작은 기포를 만들고 이를 통해 표면 코팅을 파괴하는 방식입니다." 이 과정은 배터리 부품을 파쇄해 복구가 어려워지는 방식과 대비된다. 러켄하우스는 "오늘날 많은 배터리들이 에너지와 인건비 때문에 재활용되지 않고 있다"고 말했다. "원할 때 배터리가 분해된다면 재활용이 단순해지거나 재활용 장벽이 낮아질 수 있습니다. 이렇게 분해되고 남은 부분을 새로운 배터리로 만들어 재료의 수명을 이어갈 수 있는 것이죠."유기물을 사용해 폐기 시 문제가 되지 않는 배터리는 2000년대에 나왔다. 전자를 저장하고 방출하는 데 유기물을 활용하는 배터리다. 러켄하우스는 "ORBs는 전자나 에너지를 저장하고 방출하는 데 쓰이는 전극 역할을 하는 두 개의 전극 을 가지고 있다"고 설명했다.
리튬 배터리는 노트북에서 자동차, 전력망에 이르기까지 다양한 기기에 전원을 공급하기 위해 사용된다. 화학적인 구성은 용도에 따라 다르며 때로는 그 차이가 상당하다. 재활용 방식에는 이러한 점도 반영돼야 한다. 과학자들은 배터리 재활용 공장의 효율적 공정을 위해서는 재활용을 위해 서로 다른 플라스틱을 분류하는 것처럼 다양한 리튬 배터리를 분리하는 것이 필요하다고 말한다.
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