리튬배터리를 대체할 가성비 좋은 나트륨전지가 기대된다

나트륨 이온 배터리는 세간의 이목을 끄는 새로운 에너지 저장 기술로 조용히 떠오르고 있습니다. 잘 알려진 리튬 이온 배터리와 비교하여 나트륨 이온 배터리는 많은 흥미로운 기능과 잠재력을 가지고 있습니다. 나트륨 자원은 상대적으로 풍부하고 널리 이용 가능합니다. 나트륨전지는 에너지 저장밀도 측면에서도 성능이 뛰어나 전기자동차를 비롯한 다양한 분야에서 활용이 가능하다.

나트륨이온전지의 원리와 정의

나트륨이온전지는 리튬전지와 유사한 2차전지 기술이지만, 원자재에 있어서 큰 차이가 있다. 나트륨 이온 배터리는 나트륨 이온을 사용하여 배터리의 양극과 음극 사이에서 전하를 이동하여 에너지를 저장하고 방출하는 반면, 리튬 이온 배터리는 리튬 이온을 사용하여 전하 이동을 합니다.

나트륨 이온 배터리가 충전되면 나트륨 이온은 양극 물질을 떠나 전해질을 통해 음극 물질로 이동하여 저장됩니다. 이 과정은 가역적이므로 나트륨 이온 배터리를 여러 번 충전하고 방전할 수 있습니다. 저장된 에너지를 방출해야 할 때 배터리는 반대로 작동하여 나트륨 이온이 음극 물질에서 방출되고 전해질을 통해 양극 물질로 되돌아가 전류를 생성합니다.

대조적으로, 나트륨 이온 배터리의 장점은 나트륨 자원의 광범위한 가용성과 상대적으로 저렴한 비용이며, 지각에 나트륨이 풍부하게 존재하므로 보다 지속 가능한 선택이 됩니다. 리튬 자원은 상대적으로 부족하며, 리튬 채굴 및 가공 역시 환경에 일정한 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 지속 가능성을 고려할 때 나트륨 이온 배터리는 더 친환경적인 선택입니다.

그러나 나트륨이온전지는 아직 개발 및 상용화 초기 단계에 머물러 있으며, 리튬이온전지에 비해 크기가 크고 무게가 무거워지며 충방전 속도가 느려지는 등 생산상의 어려움이 여전히 존재한다. 그러나 기술의 발전과 심층적인 연구를 통해 나트륨이온전지는 폭넓은 응용 가능성을 지닌 전지기술로 자리매김할 것으로 기대된다.

나트륨 이온 배터리의 절대적인 장점

나트륨 이온 배터리의 중요한 장점은 저렴한 비용이며 리튬 배터리에 비해 확실한 이점입니다. 리튬 배터리는 리튬을 원료로 사용하며, 리튬 가격이 여전히 높기 때문에 리튬 금속 채굴 및 가공이 매우 수익성이 높은 사업이 되었습니다. 리튬금속 생산원가는 1톤당 5,000~8,000달러 정도이다.

5,000~8,000달러는 리튬을 채굴하고 생산하는 비용일 뿐이며, 리튬의 시장 가격은 이 수치보다 훨씬 높다는 점에 주목할 필요가 있습니다. 전기 자동차 산업에 투자하는 뉴욕 소재 사모 펀드 회사의 공개 데이터에 따르면 리튬은 시장에서 그 금액의 10배 이상에 판매됩니다.

미국을 예로 들면, 막대한 이익 마진을 고려할 때 투자자와 은행은 리튬 채굴 또는 리튬 가공 프로젝트에 투자하거나 대출하기를 열망하고 있습니다. 미국은 리튬 탐사자와 가공업자에게 수천만 달러 상당의 보조금을 제공하기도 합니다. 리튬은 지구상에서 드문 일이 아니지만 전기 자동차 판매가 시작되기 전까지는 그다지 가치 있는 것으로 간주되지 않았습니다.

수요가 급증함에 따라 업계에서는 새로운 광산을 개설하기 위해 안간힘을 쓰고 있으며 가공 공장은 광석 처리 용량을 늘리고 있습니다. 리튬 가격이 급등하면서 점차 독점 시장이 형성되고 있다. 자동차 제조사들도 리튬 부족과 가격 상승에 대해 걱정하기 시작했다. 테슬라 등 주요 자동차 제조사도 리튬 사업에 직접 참여하게 된다. 원자재 리튬에 대한 자동차 제조사의 불안이 나트륨이온 배터리를 탄생시켰다.