보배드림

수소는 가장 작은 원자로서 리튬 이온에 비해 에너지 밀도가 1250배 높은 원자임에도 불구하고, 

전자와 결합한 상태에서 운동량이 높아서,

에너지를 저장하는 배터리 원자로 부적격하다고 알려져있는데,

그래서 수소를 아주 낮은 온도에서 액화 상태에서 저장하고, 수소 연료 전지로 사용하고있지.

그래서 나온게 수소이온 배터리인데, 수소를 전자와 수소이온으로 분리해서 저장하는 방식의 배터리인거야.

그런데 수소이온 1개를 공유 결합시키려면 탄소 1개가 필요한데. 

에너지 밀도가 증가함에 따라 필요되는 탄소의 질량과 면적이 증가해야하는데,

무게를 줄일수는 있어도 부피를 줄일수없었던거지.

하지만 역시 방법은 존재했어.

그것은 커패시터가 전하를 저장하는 원리를 이용하는거였어.

이 배터리가 바로 궁극의 수소이온 커패시터 배터리인데,

음극재에 다공성 그래핀을 절연체로 코팅하는거야. 

그리고 액체 전해질을 가득 체우고 양극재에 양극 반응극을 설치하는거지.

수소를 공급하면서 충전을 시작하게 되면 수소는 수소이온과 전자로 분리되는데,

이때 전자가 전선을 타고 음극재로 이동해 그래핀으로 가게되고,

수소이온은 전기장에 의해서 분리막을 통해 음극재로 끌려가는거야.

그런데 음극재 부분에는 절연체로 코팅이 되어있기 때문에 직접 닿지 않는거지.

이렇게 하면 낮은 그래핀 질량으로도 수소이온을 비약적으로 농축시켜 저장할수있게 되는거야.

공유결합하지 않고 전기장에 수소이온을 농축해서 저장하는 원리인거지.

과거에 우리가 사용하는 일반 AA 건전지로 자동차 배터리로 사용할수있는 시대가 올수도 있다고 했는데,

그것을 가능하게 하는 초격차 초혁신 기술이라고 할수있어.

수소이온의 농축이 가능해지는거야.

음극재와 양극재가 수소이온이 공유 결합은 시키려면 그래핀의 밀도와 양이 늘어나야해서,

질량이 증가하는데, 절연체로 코팅하면서 공유결합이 아닌 전기장 저장하는 방식은 수소이온을 농축해서 저장할수있는거지.

배터리를 만드는 과정에서 수소를 주입하고 배터리를 충전하게 되면 전해질의 PH농도가 PH7에서 PH1까지 가는데,

수소 이온이 1,000,000배 늘어나있는거야.

PH-1, PH-2, PH-3, PH-10까지 낮추면 1000만배, 1억배, 10억배, 100,000,000억배까지 농축이 되는거지.

물론 그만큼 수소이온 원자량이 많아져서 무게가 증가해서 물리적 한계량으로 PH-1, PH-2가 한계일꺼야.

전기장에 가둔 수소이온의 농축도에 따라 배터리의 에너지 밀도가 결정되는데. 

리튬이온에 비해 1250배 더 많이 에너지를 저장할수있어.

그 다음 충전이 다 되면 수소공급관을 잠그고 양극재에서 양극 반응극을 분리하고,

동일한 양극 활물질이 부착된 절연체로 코팅된 그래핀을 결합하면 배터리가 완성되는거지.

그러면 수소이온은 분리막과 전해질을 통해 좌우로 이동만 하게 되고, 

전자는 전선을 통해 음극재와 양극재로 이동하는거야.

배터리를 만드는 과정에서 수소를 수소이온과 전자로 분리해 저장하고,

커패시터의 원리를 이용해서, 수소 이온을 전기장 안에 가둬놓아,

수소이온을 농축하는 방식의 배터리는 에너지 밀도가 매우 높은 초격차, 초혁신의 기술이라고 할수있는데,

궁극의 배터리이기 때문에 3차 전지라고 할수있지.

3차 전지는 수소이온 커패시터 배터리야.