전 테슬라 엔지니어가 2만5천 달러짜리 전기차를 만들 수 있는 배터리 설계

리튬 이온 배터리 가격은 테슬라가 첫 전기차를 출시한 2008년 이후 90% 가까이 떨어졌습니다. 배터리는 전기차에서 가장 비싼 부품이기 때문에, 이는 전기차가 마침내 가솔린 자동차와 가격 동등성(price parity)에 가까워진 이유의 큰 부분입니다. 하지만 리튬 가격은 변동성이 크고 배터리는 여전히 상대적으로 비싼 편입니다. 전기차를 훨씬 더 저렴하게 만들기 위해 전직 테슬라 엔지니어 출신의 한 신생 스타트업이 나트륨으로 배터리를 만들고 있습니다.

오늘 850만 달러의 시드 라운드를 발표한 스타트업 베드락 머티리얼즈(Bedrock Materials)의 CEO 스펜서 고어는 "간단히 말해, 우리는 2만 5천 달러짜리 테슬라를 실제로 가능하게 만들려고 노력하고 있습니다."라고 말했습니다.

10년 전 고어가 테슬라에서 전기차를 연구할 때만 해도 가격은 주요 관심사가 아니었습니다. "전체 배터리 산업의 초점은 성능과 에너지 밀도에 맞춰져 있었습니다."라고 그는 말합니다. "우리는 부유한 사람들이 자동차를 구매하도록 하기 위해 주행 거리를 늘리려고 노력했고, 자동차는 14만 달러였기 때문에 가격은 그다지 중요하지 않았습니다. 중요한 것은 에너지 밀도와 충전 속도였습니다."

왼쪽에서 오른쪽으로: CTO 라파엘 빌라 박사, 캐소드 소재 R&D 책임자 줄리아 램 박사, 스펜서 고어 CEO. [사진: 베드락 머티리얼즈 제공]

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하지만 지금은 전기차의 1회 충전 주행거리가 300마일인 것이 일반적입니다. 하지만 자동차 제조업체들은 배터리 비용 문제로 어려움을 겪고 있습니다. 나트륨 이온 배터리는 리튬보다 나트륨이 더 풍부하고 쉽게 구할 수 있기 때문에 더 저렴합니다. 배터리 화학의 변화는 또한 다른 값비싼 재료를 제거할 수 있게 해 줍니다. 예를 들어 구리는 값싼 알루미늄으로 대체할 수 있습니다. (리튬 이온 배터리는 리튬이 금속을 열화 시키기 때문에 알루미늄을 사용할 수 없습니다.) 나트륨 이온 배터리도 흑연을 더 저렴한 재료로 대체할 수 있습니다.

화학 물질의 전환은 환경과 공급망에 이점을 가져다줍니다. 새로운 배터리는 오염과 아동 노예를 포함한 광산의 끔찍한 환경과 관련된 물질인 코발트를 사용하지 않습니다. 새로운 배터리는 채굴 과정에서 오염을 유발하는 니켈 대신 오염이 적은 철과 망간을 사용합니다. 나트륨은 캘리포니아와 와이오밍과 같은 지역에 풍부한 트로나라는 값싼 광물에서 얻을 수 있어 미국 자동차 제조업체가 국내 공급망에 더 쉽게 접근할 수 있습니다.

콩고민주공화국 콜웨지 인근의 샤바라 광산에서 광부들이 코발트 광석 자루를 운반하고 있다. 주니어 칸나 / AFP / 게티 이미지 제공

문제가 있습니다: 나트륨 이온 배터리는 같은 크기에서 리튬만큼 많은 에너지를 저장하지 못합니다. 하지만 최신 세대의 배터리 부품이 나오면서 "나트륨 이온이 가장 저렴한 리튬 이온인 인산 리튬 이온보다 더 좋아질 것이 거의 확실해 보입니다."라고 고어는 말합니다. 나트륨 이온 배터리를 약간 더 큰 배터리로 300마일의 주행 거리를 확보할 수 있습니다. (이 배터리는 대략 동승자 한 명의 무게가 추가되는데, 고어는 대중 시장용 전기차에는 문제가 되지 않지만 스포츠카에서는 잘 작동하지 않을 것이라고 말합니다.)

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이 스타트업의 기술은 원래 시카고의 아르곤 국립연구소에서 개발되었으며, 현재 베드락의 새 본사는 연구소 근처에 있습니다. 3년 안에 시범 생산, 4년 안에 대량 생산이 가능할 것으로 예상하고 있습니다. "현재 우리는 킬로그램 단위로 소재를 생산하고 있으며, 지속적으로 소재를 조정하고 개선하고 있습니다."라고 고어는 말합니다. 가장 큰 과제는 생산 규모를 확대하는 것입니다. 더 작은 규모의 배터리는 전기 자전거와 스쿠터에서 지게차에 이르기까지 다른 애플리케이션에 사용할 수 있습니다.

고어는 이미 자동차에서 이 기술에 대한 수요가 있다고 말합니다. "우리가 대화를 나눈 거의 모든 자동차 제조업체가 어떤 식으로든 나트륨 이온 기술을 검토하고 있습니다."라고 그는 말합니다. "일부 업체는 다른 업체보다 더 심각합니다. 그 이유는 분명합니다. 이들 모두 전기 자동차의 비용을 줄이고 수익성을 확보해야 한다는 심각한 압박을 받고 있기 때문입니다."

중국에서는 이미 일부 자동차 제조업체가 자체 버전의 나트륨 이온 배터리를 사용하기 시작했습니다. 이웨이라는 브랜드는 올해 초 나트륨 이온 배터리를 사용한 최초의 전기차를 수출하기 시작했습니다.

https://www.fastcompany.com/91119990/where-the-human-brain-still-has-an-edge-over-ai