주행거리 불안: EV로의 광범위한 전환은 전 세계의 온실가스 배출량을 줄일 수 있지만 가스 및 디젤 자동차와 트럭에서 전환하는 속도는 느리다. 2022년에는 전 세계에서 판매되는 신차의 13%만이 전기 자동차였다.

높은 선불 비용이 이러한 결정에 영향을 미치는 경우가 많지만 사람들이 EV를 구매하지 못하게 하는 주요 문제는 배터리와 관련이 있다.

새로운 기능 배터리 회사 Sila Nanotechnologies는 EV 배터리용 신소재인 타이탄 실리콘(Titan Silicon)을 공개했다. 타이탄 실리콘은 차량의 주행 거리를 20%까지 늘리고 60분 충전 시간을 20분으로 줄일 수 있다고 한다.

Sila의 공동 설립자이자 최고경영자인 Gene Berdichevsky는 "전기차의 광범위한 채택으로 소비자들은 동급 최고의 성능을 제공하는 동급 최고의 솔루션을 찾고 있으며 우리의 솔루션은 바로 더 긴 범위와 더 빠른 충전을 제공합니다."라고 말했다.

작동 방식: 타이탄 실리콘은 방전 중에 전자를 방출하는 배터리의 일부인 양극에 사용하도록 설계되었다. 리튬 이온 배터리에서 양극은 일반적으로 흑연으로 만들어지지만 Sila의 분말 양극 재료는 실리콘 기반이다.

실리콘은 같은 양의 공간에서 흑연보다 더 많은 에너지를 보유할 수 있어 EV 배터리의 매혹적인 대체물이 되었다. Tesla는 적어도 2015년부터 이를 조사해 왔지만 실리콘은 사용 중에 확장 및 수축하여 배터리를 빠르게 저하시킬 수 있다.

이러한 한계를 극복하기 위해 Sila는 실리콘 양극 입자가 팽창을 제한하는 스캐폴드와 같은 구조로 캡슐화되도록 설계했다.

"우리는 실험실에서 10년 이상을 보냈다."고 Berdichevsky가 말했다. "우리는 이 재료를 70,000번 이상 반복했다. 다양한 레시피, 다양한 구성, 다양한 제형, 다양한 유형의 세포에 만드는 방법을 연구했고 궁극적으로 정말 정말 잘 작동하는 몇 가지 레시피에 도달했다."

전망: Sila에 따르면 타이탄 실리콘은 기존 배터리 셀 디자인(원통형, 파우치 등)과 100% 호환된다. 자동차 제조업체는 필요에 더 적합하다면 양극의 흑연 중 일부만 재료로 대체하도록 선택할 수도 있다.

Sila는 2024년에 타이탄 실리콘을 대량 생산할 계획이며 향후 5년 이내에 100만 개의 EV 배터리를 생산할 수 있을 것으로 예상한다. 이 기술을 채택한 최초의 자동차 제조업체는 메르세데스-벤츠가 될 것이다. 이 회사는 2024년 말 또는 2025년 초에 데뷔할 것으로 예상되는 EQG G Wagon의 배터리에 타이탄 실리콘을 사용할 것이다.

Sila도 혁신을 중단할 계획이 없다. Berdichevsky는 회사가 실리콘 양극 재료에서 훨씬 더 많은 이점을 얻을 수 있을 것이라고 믿는다.

“우리가 보는 것은 시간이 지남에 따라 100마일 이상을 훨씬 넘는 거리를 40% 이상 증가시킬 수 있고 우리가 생각하는 충전 시간을 주유소에서 보내는 시간인 10분 미만으로 가져올 수 있다는 것이다.”고 그는 말했다.

큰 그림: 실리콘 양극이 그 이상을 달성할 가능성이 있다. 한국의 한 팀은 최근 EV의 범위를 10배 증가시킬 수 있다고 말하는 자체 실리콘 양극 재료에 대한 연구를 발표했다.

그들의 소재가 실험실에서 거리로 도약할 수 있을지 말하기에는 너무 이르지만 타이탄 실리콘이 약속을 이행할 수 있다면 EV 구입을 연기해야 할 이유 목록에서 범위 불안이 곧 제거될 수 있다.