GN⁺: 리튬 불포함 소듐(Sodium) 배터리, 실험실을 나와서 미국에서 생산 돌입
(newatlas.com)- 소듐 이온 배터리 선구자인 Natron Energy는 2년 전 특수 제조된 소듐 배터리를 대량 생산하기 위해 준비하고 있었음
- 2023년 시작 계획에서 약간 미끄러졌지만 대량 배터리 생산으로는 크게 뒤처지지 않았음
- 이번 주 리튬 없는 급속 충전, 장수명 소듐 배터리 생산을 공식적으로 시작하여 에너지 저장 분야에서 흥미로운 새로운 대안을 시장에 내놓음
- 소듐(Sodium, 영어) 또는 나트륨(Natrium, 독일어) 으로 기호는 Na, 원자번호 11, 한국에서는 대한화학회가 정한 학술어로서 소듐을 우선 사용하되 나트륨도 함께 사용
리튬 대비 소듐 이온 배터리의 장점
- 지구상에서 리튬보다 500~1000배 풍부한 소듐
- 소듐 확보를 위해 리튬과 같은 유형의 지구를 훼손하는 추출이 필요하지 않음
- Natron의 소듐 이온 배터리는 알루미늄, 철, 망간 등 풍부하게 이용 가능한 상용 소재로만 제작됨
- Natron의 소듐 이온 화학 물질은 지정학적 혼란이 없는 신뢰할 수 있는 미국 기반의 국내 공급망을 통해 조달 가능함. 리튬 이온의 일반적인 물질인 코발트와 니켈에 대해서는 같은 말을 할 수 없음
소듐 이온 기술이 주목받는 이유
- 에너지 밀도는 리튬 이온보다 뒤처지지만 더 빠른 사이클링, 더 긴 수명, 더 안전하고 불연성인 최종 사용 등의 장점으로 인해 소듐 이온은 특히 데이터 센터 및 EV 충전기 백업 저장과 같은 고정 용도로 매력적인 대안이 됨
- Natron은 2013년에 설립되어 이 새로운 소듐 이온 연구 및 혁신 물결의 선구자 중 하나였음
- 대부분의 소듐 이온 설계는 실험실에 머물러 있지만 Natron은 전 세계적으로 최초의 주요 생산 운영 중 하나로 전환했음
Natron의 소듐 이온 배터리 생산 및 적용 계획
- 연간 600메가와트까지 생산량을 늘릴 계획이며, 미래의 기가와트 규모 시설의 모델로 사용될 예정
- AI 데이터 저장 센터가 초기 타겟이며, 6월에 첫 배송을 시작할 계획
- 향후 EV 급속 충전 및 통신 등 다른 산업 전력 시장으로 초점을 확대할 계획
GN⁺의 의견
- 리튬 이온 배터리에 비해 에너지 밀도는 낮지만, 더 빠른 충전/방전 속도와 긴 수명으로 UPS나 백업 전원용으로는 매력적인 대안이 될 것으로 보임
- 현재 CATL 등 중국 업체들이 소듐 이온 기술 개발을 주도하고 있는데, 미국에서도 이렇게 상용화에 나선 것은 고무적임
- 다만 에너지 밀도 문제로 당분간은 고정형 에너지 저장에 국한될 것으로 보이며, EV 등 이동형 적용을 위해서는 기술적 진전이 더 필요해 보임
- 리튬 채굴과 관련된 지정학적 리스크와 환경 문제를 피할 수 있다는 점, 미국 내 공급망 확보가 가능하다는 점 등은 강점이 될 것으로 보임
- 테슬라 등 주요 EV 업체와 배터리 업체들이 아직 리튬에 올인하고 있어 시장 확대에는 다소 시간이 걸릴 수 있겠으나, 소듐 이온도 하나의 유력한 대안으로 자리잡을 것으로 전망됨
최근에 리튬 관련 보드게임(Salton Sea) 때문에 리튬에 대해서 좀 찾아봤었는데, 지구상에서 리튬이 가장 많은 곳이 바다라고 하더군요. 소듐도 마찬가지겠네요.
소듐 이온 배터리도 흥미롭군요.
Hacker News 의견
- 배터리 화학 분야에서 캄브리아기 대폭발이 일어나고 있음. From Energy는 리튬이온보다 훨씬 저렴한 Iron Air 배터리를, North Harbour Clean Energy는 수명이 길고 장기간 저장 가능한 Vanadium Flow 배터리 생산을 계획 중.
- 나트륨이온 배터리는 에너지 밀도는 리튬이온보다 낮지만, 모바일 기기와 전기차에 사용 가능함.
- 초기 EV 사용자의 경험상 주행거리가 짧아도 일상 생활에는 충분했음. 나트륨이온으로도 100~200마일 정도는 가능할 것이며, 비용이 저렴하고 교체 없이 오래 쓸 수 있다면 많은 사람들에게 충분히 매력적일 듯.
- 나트륨은 흔하고 저렴해서 그리드 스케일 배터리 저장에 적합함. 모든 용도에 리튬이온만큼의 용량이 필요한 건 아니란 걸 알게 됨.
- 매년 리튬이온보다 2~5배 효율적인 신기술이 발표되지만 실제 생산까지 가는 경우는 드물었는데, 이번엔 기대가 큼.
- Natron의 창업자 Colin은 10년 전 스탠포드 박사 연구를 바탕으로 꾸준히 노력해 생산까지 이뤄냄. 매우 드문 성과로 박수 받을 만함.
- Natron의 배터리 에너지 밀도는 70Wh/kg 정도로 매우 낮은 편이지만, 고정형 용도에는 적합함. CATL의 나트륨이온 배터리는 이미 160Wh/kg 이상으로 전기차 용도로도 개발 중.
- 미국 기반 공급망을 통해 지정학적 혼란 없이 조달 가능한 점이 장점. 다만 미국 독점으로 가는 건 세계적으로 바람직하지 않음.
- 소금물과 흙으로 만드는 그리드 스케일 배터리도 에너지 밀도는 낮지만 비용이 저렴하고 휴대성이 필요 없어 유망함.
- 나트륨은 매장량이 풍부하고 채굴이 필요 없어 가격 경쟁력 있는 혁신이 될 수 있음.
- 중국에 대한 의존도를 제로화할 수 있다는 점도 상당한 장점임.