과제: 도로 운송은 전 세계 온실가스 배출량의 12%를 차지하는 기후 변화의 중요한 원인이다. 따라서 화석 연료로 구동되는 자동차와 트럭에서 전기자동차(EV)로 전환하는 것은 기후 목표를 달성하는 데 매우 중요하다.

하지만 오늘날 대부분의 EV에 사용되는 리튬 이온 배터리에는 몇 가지 문제가 있다. 가장 큰 문제는 음극이 아동 노동과 환경 파괴적인 관행을 통해 채굴되는 희귀하고 값비싼 금속인 코발트로 만들어졌다는 것이다.

테슬라를 포함한 일부 EV 제조업체는 "LFP(리튬철인산염)"이라고 불리는 다른 재료로 만들어진 음극이 있는 배터리를 사용하지만 이러한 배터리는 충전 속도가 더 느리고 에너지 밀도가 낮아서 주행 거리가 저하된다.

새로운 소식: 도시바(Toshiba)는 이제 새로운 유형의 코발트 프리 배터리를 개발했다. 음극은 '니켈망간산화물(LNMO)'이라는 소재로, 양극(보통 흑연으로 만들어지는 성분)은 '니오븀티타늄산화물(NTO)'로 만들어졌다.

도시바는 이러한 재료를 사용하면 코발트를 함유한 배터리에 비해 배터리가 "비용 및 자원 보존 측면에서 우수한 솔루션"이 된다고 말한다.

기술 테스트: 테스트에서 코발트 없는 배터리 프로토타입은 단 5분 만에 80% 용량까지 충전할 수 있었다. 도시바에 따르면 LFP 배터리 셀은 해당 이정표에 도달하는 데 20분이 필요했다.

새 배터리는 도시바가 테스트한 LFP 셀보다 내구성도 더 뛰어났다. 6,000회 충전/방전 주기 후에 원래 용량의 최소 80%를 유지할 수 있었던 반면, LFP 셀은 3,000주기만 처리할 수 있었다.

미래 전망: 도시바의 코발트 프리 배터리는 아직 개발 초기 단계에 있으며 에너지 밀도가 LFP 및 기존 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도와 어떻게 비교되는지를 포함하여 장치에 대한 많은 부분이 아직 알려지지 않았다.

그럼에도 불구하고 도시바는 이 기술의 가능성을 보고 2028년까지 상용화될 준비가 되기를 희망하고 있다. 회사의 계획은 전동 공구용 배터리로 소규모로 시작한 후 결국 EV로 확장하는 것이다.

"배터리를 더 크게 만들기 위해서는 심층적인 검증 프로세스가 여전히 필요하다. 우리는 기술 장벽이 낮은 영역에서 시작한 다음 기술 장벽이 높은 자동차 애플리케이션을 목표로 삼아야 한다고 생각한다"라고 수석 연구원 야스히로 하라다(Yasuhiro Harada)는 EV Riders에 말했다.