첨단 기술의 지원은 유럽의 배터리 분야가 향상된 성능과 더 큰 에너지 효율성에 대한 업계의 요구를 충족할 수 있게 한다.
오늘날 유통되는 대부분의 차량 배터리는 1859년에 처음 개발된 납산 기술을 기반으로 하는 한편, 최근 리튬이온(Li-ion) 배터리가 점점 대중화되고 있다. 리튬이온 배터리의 주된 이점으로는 더 높은 에너지 밀도, 증가된 전압 용량 및 더 긴 수명 등이 있다.
프랑스 대체 에너지 및 원자력 위원회(French Alternative Energy and Atomic Energy Commission)는 전기화학 에너지 저장 재료를 위한 개방형 혁신 시험대인 TEESMAT 프로젝트를 진행하였다.
[Fabien Perdu/프로젝트 코디네이터] "리튬이온 시장은 연간 25%라는 놀라운 속도로 성장하고 있다. 산업 혁명이 진행 중이다. 리튬 이온 배터리는 일반적으로 가전 제품에 사용되지만 전기 이동성의 핵심 동력이 되고 있다."
"산화환원 흐름 배터리, 다양한 아연 화학 물질 및 하이브리드 슈퍼 커패시터를 포함하여 다양한 화학 물질을 기반으로 하는 다른 효율적인 배터리 혁신이 등장하고 있다. 리튬 금속 또는 실리콘 양극, 리튬 황 및 유기 배터리와 같은 잠재적인 미래 기술에서도 많은 개발이 진행 중이다."
경쟁력 있는 유럽 배터리 산업의 발전
그러나 이러한 혁신을 실현하는 것은 어려운 일이다. 배터리 개발에는 다양한 기준 간의 미묘한 균형이 필요하다. 에너지 밀도, 저장 용량, 고속 충전 및 안전성과 같은 이러한 기준은 개별적으로 최적화하기는 쉽지만 모두를 연계하기는 어려울 수 있다. 이러한 기준 뒤에는 이해, 숙달 또는 우회해야 하는 수십 가지 화학 반응과 물리적 효과가 있다.
따라서 이러한 프로세스를 이해하는 것은 경쟁력 있고 미래 지향적인 유럽 배터리 산업의 발전에 중요하다. 어려운 점은 그러한 전문 지식에 대한 접근이 어려워 새로운 배터리 혁신 개발 초기에 병목 현상이 발생한다는 것이다.
EU가 자금을 지원하는 TEESMAT 프로젝트는 이러한 지식과 기술에 쉽게 접근할 수 있도록 하고 모범적인 실제 사례와 결과를 공유하여 전문성을 구축함으로써 이 문제를 해결하고자 했다. 이 것은 배터리 분야의 산업 관계자들을 포함한 전문가들과 최첨단 특성화 기술을 제공하는 사람들을 결합하여 달성되었다.
[Fabien Perdu/프로젝트 코디네이터] "서비스 사용자가 단일 창구를 통해 모든 서비스 제공업체에 액세스할 수 있도록 이 개방형 혁신 시험대를 설정하고, 테스트하고 출시 했다. 서비스 사용자는 이 플랫폼을 사용하여 샘플이나 답변이 필요한 질문에 대해 전문가에게 연락할 수도 있는 미래의 고객으로 생각할 수 있다."
플랫폼은 제조업체가 각 개별 문제에 답할 수 있는 최상의 기술 조합을 식별하는 데 도움이 되도록 신중하게 구성되었다. 그 후에 샘플은 관련 서비스 제공자에게 발송될 수 있으며, 이를 통해 함께 결과로부터 결론을 도출할 수 있다. 기밀이 허용되는 경우 데이터베이스는 테스트된 샘플, 결과 및 결론에 대한 정보를 수집하여 모범적인 사례를 공유할 수 있도록 한다.
"우리는 지금까지 700개 이상의 샘플을 관리하고 40개 이상의 사용자 사례에 대해 250개의 테스트를 수행했다. 이 모든 경우에 플랫폼은 보완적인 기술을 결합하지 않고는 불가능했을 결과를 얻을 수 있었다."
더 안전하고 오래 지속되는 친환경 배터리
주요 성공에는 다음과 같은 개발이 포함된다.
- 전극의 효율적인 개발을 위한 적절한 품질 관리 도구
- 더 빠른 충전과 더 긴 수명 주기를 가진 하이브리드 기술 배터리
- 에너지 저장 응용 분야에서 구리 산화를 해결하는 솔루션
이 플랫폼은 또한 자동차 리튬 이온 전지의 수명을 예측하는 메커니즘을 식별하고 시험하는 데 성공했다.
[Fabien Perdu/프로젝트 코디네이터] "우리는 외부 서비스 제공업체를 유치할 수 있어 전문성 포트폴리오를 확대하는 데 도움이 되었다. 더 많은 서비스 사용자를 유치하면 미래 고객 기반을 넓히고 TEESMAT 플랫폼에 대한 귀중한 피드백을 제공하는 데 도움이 될 것이다."
다음 단계에는 상용화 단계 준비가 포함된다.
"2022년 8월 프로젝트 완료 후에도 이 플랫폼은 유료 서비스로 계속 운영될 것이다. 따라서 우리는 현재 관리 및 운영 문제, 그리고 제안할 특성화 기술의 정확한 목록에 초점을 맞추고 있다."
따라서 TEESMAT은 경쟁력 있고 기술적으로 최첨단인 유럽 배터리 부문의 발전에 중요한 역할을 계속할 것이다.
"우리의 개방형 혁신 시험대는 여러 특성화 기술에 대한 전문 지식을 실제로 열었고 이를 배터리 산업에서 사용할 수 있도록 했다. 이러한 방식으로 우리는 더 좋고, 더 안전하고, 더 오래 지속되고, 더 저렴하고 더 친환경적인 배터리에 기여하기를 희망한다."
- 기간 : 2019.01.01.~2022.08.31. (Horizon 2020)
- 예산 : 약 1021만 유로 (EU지원 : 약 890만 유로)
- 조정 : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES (France)
