리튬 배터리보다 10배 더 높은 에너지 밀도? 포르쉐는 실리콘 양극 배터리를 개발하고 5 년 이내에 대량 생산 할 계획
스페인의 "공개" 일간 웹사이트는 최근 배터리 생산이 전기 자동차의 제조 공정에서 탄소 배출량의 중요한 원천이며 총 배출량의 25%에서 40%를 차지한다고 보고했습니다. 점점 더 많은 제조업체들이 이 분야에서 배출량을 줄이기 위해 노력하고 있지만, 포르쉐는 더 나아가고 자합니다. 이 회사는 더 나은 성능과 더 작은 탄소 발자국을 가진 배터리를 개발하고 있습니다. 이것은 완벽한 배터리인가요?
포르쉐는 향후 10년간 조립 공장의 이산화탄소 배출량 을 줄이는 등 다양한 탈탄소화 조치에 약 10억 유로를 투자할 것이라고 보고서는 전했다. 주펜하우젠(독일 슈투트가르트)의 포르쉐 타이칸 생산은 처음부터 탄소 중립이지만, 자동차를 만드는 것은 생산 라인의 모든 부품을 조립하는 것 이상이다.
배터리는 전기 자동차 생산에서 중요한 배출원 중 하나입니다. 이 링크에서 니켈및 코발트와 같은 원료를 배터리에 사용할 수 있는 정제 제품으로 변환하는 여러 생산 단계는 엄청난 양의 에너지를 소비합니다.
포르쉐의 고전압 시스템 책임자인 벤자민 파스텐버그(Benjamin Pasenberg)는 최근 기자회견에서 "특히 배터리를 가열하는 데 많은 에너지가 걸리는 배터리 생산에서 녹색 에너지를 갖는 것이 매우 중요하다"고 말했다. 그러나 녹색(또는 저공해) 에너지원만을 사용하여 배터리를 만드는 것만으로는 포르쉐(또는 다른 제조업체)가 배기가스 배출 목표를 달성하기에 충분하지 않습니다. 배터리 제조 관행에서 발생하는 오염을 줄이기 위해 배터리 자체를 재구상할 필요가 있습니다.
이를 위해 포르쉐는 새로운 배터리를 출시하고 있다. 배터리는 더 강력하고 충전 속도가 빨라지며 현재 배터리보다 탄소 발자국이 적다고 합니다. 사용되는 기술은 오늘날 일반적으로 사용되는 흑연보다는 배터리 양극에 더 많은 실리콘을 사용하는 것입니다.
포르쉐의 전기 자동차 책임자인 오트마르 비처(Otmar Beecher)에 따르면 실리콘 양극은 에너지 밀도가 10배 더 많다. 포르쉐는 오늘날의 기존 리튬 이온 배터리보다 1리터당 20~25% 더 많은 와트시를 기대하고 있다. 즉, 특정 에너지 용량하에서 배터리 볼륨이 작습니다. 배터리의 에너지 효율이 향상되면 차량에 전력을 공급하는 데 배터리가 적게 필요하므로 전체 중량이 감소합니다(배터리에 필요한 공간도 줄어듭니다).
차량 중량이 적으면 배터리 소모가 적지만 환경에 긍정적인 영향을 미치는 곳은 어디입니까? 첫째, 이 새로운 셀의 설계는 원통형 세포 설계에 비해 알루미늄 세포 구조(housing)에 대한 재료 요구 사항을 감소시킨다. 알루미늄 생산은 자동차의 중요한 탄소 배출원 중 하나입니다. 볼보의 최근 연구에 따르면 알루미늄은 현대 차량 재료 생산으로 인한 배출량의 30%를 배터리 자체보다 훨씬 더 많이 차지하고 있습니다. 따라서 알루미늄 사용을 줄이면 배출량의 상당 부분을 줄일 수 있습니다. 구체적인 내용은 공개되지 않았지만, 포르쉐는 배터리도 더 빨리 충전할 것이라고 말했다.
다른 한편으로는, 이러한 배터리의 코발트 함량이 감소 될 것이다. 코발트는 얻기 어렵고 매우 비싸며 환경에 큰 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 코발트는 현재 Taycan 배터리 음극 재료의 20%를 차지하고 있으며, 포르쉐는 새로운 기술로 코발트 점유율을 5~10%로 줄일 수 있기를 희망한다.
포르쉐는 배출량을 더욱 줄이기 위해 공급망에 집중할 것이다. 독일 회사는 유럽에서 코발트, 니켈 및 기타 원자재를 가능한 한 많이 공급하여 바이사흐에 있는 포르쉐의 연구 개발 센터 근처에서 새로운 배터리가 생산될 장소에 더 가까워질 것입니다. 포르쉐 담당 관계자는 우리나라 대신 독일 슈바르츠하이드에서 음극 재질을 구매하면 이산화탄소 배출량을 25% 줄일 수 있다.
또한 포르쉐는 공급업체를 밀어 내고 배터리와 기타 부품을 재생 가능 에너지로부터 완전히 생산하도록 추진하고 있다. 독일 자동차 제조사는 인증된 "녹색" 에너지를 사용하지 않으려는 공급업체와의 장기 계약을 더 이상 고려하지 않을 것이라고 말했다. 포르쉐는 공급망이 자동차 전체 온실가스 배출량의 약 20%를 차지한다고 밝혔다. 이는 2030년까지 전기 자동차로 생산이 전환됨에 따라 약 40%로 증가할 것입니다.
가장 큰 문제는 이 "이상적인" 포르쉐 배터리를 로드카에서 언제 볼 수 있을까하는 것입니다. 자동차 부문의 다른 많은 기술과 마찬가지로 고성능 및 고속 충전 기능이 가장 중요한 레이싱 카에서 먼저 사용됩니다. 오트마르 비처는 "일반적으로 우리는 생산 차로의 전환에서 2~3년 떨어져 있습니다. 그래서 우리는 2025 년 이후 생산 자동차에서 볼 수 있습니다." 포르쉐는 5년 이내에 고성능 배터리를 상용화할 것으로 기대하고 있다.
생산 측면에서 목표는 연간 최소 100MWh의 생산량을 달성하는 것입니다. 이것은 처음에 일부 비 생산 모델, 아마도 매우 고성능 슈퍼카에 대한 운명이 될 것이라고 믿게합니다.
물론 완벽한 배터리는 아닙니다. 몇 초 만에 완벽한 배터리 충전, 시간이 지남에 따라 과열 또는 용량을 잃지 않으며 가볍고 저렴합니다. 우리는 아마 하나의 이러한 모든 기능을 가진 배터리를 볼 수 없습니다,하지만 단기 또는 중기, 포르쉐의 배터리는 꽤 가까이 지고있다 -- 적어도 이론적으로 - 이상적인 배터리. (컴파일 / 리지지안)
