연료 전지는 랩톱 배터리 수명을 단축하는 궁극적인 하이테크 솔루션으로 한때 선전되었지만 거의 20년이 지난 지금도 연료 전지는 사용되지 않으며 앞으로도 없을 것 같습니다. 이 유망한 컴퓨터 전원은 어떻게 되었습니까?
연료 전지 란 무엇입니까?
연료 전지는 화학 에너지를 전기로 변환하는 장치입니다. 그런 점에서 배터리가 하는 것과 같은 일을 합니다. 차이점은 연료 전지가 전류를 생성하는 방식에서 비롯됩니다.
연료전지는 배터리와 마찬가지로 양극, 음극, 전해질로 구성되어 있습니다. 이온(전기적으로 충전된 원자)이 서로 이동하여 전류를 생성합니다. 배터리와 달리 에너지는 연료 전지에 저장되지 않습니다. 대신, 전지는 연료와 산소의 지속적인 공급을 필요로 합니다. 수소 연료 전지의 경우 저장 탱크의 수소와 대기의 산소가 됩니다.
이 두 가지 구성 요소에서 전기를 생성하는 화학 반응은 촉매에 의해 발생합니다. 촉매는 스스로 화학 변화를 일으키지 않고 화학 반응을 일으키는 물질입니다. 수소 연료 전지에서 에너지를 연료로 방출한 후 최종 결과는 수소와 산소 원자의 결합으로 인한 물입니다.
연료 전지는 예를 들어 가솔린 엔진 발전기와 같은 정도의 오염 없이 화학 연료로부터 전기를 생성할 수 있는 깨끗한 방법을 제공하기 때문에 주목할 만합니다. 배터리처럼 “충전”할 필요가 없습니다. 연료와 산소가 계속 흐르도록 하면 전기가 공급됩니다.
노트북 연료 전지는 진짜입니다!
연료 전지가 작아짐에 따라 한 대의 랩톱에서 실행되는 아이디어가 더 유망해졌습니다. 그러나 작은 연료 전지가 있다고 해서 실제 연료가 더 작아지는 것은 아닙니다. UltraCell에서 생산한 연료 전지 시스템을 예로 들어 보겠습니다. 이들은 현장에서 랩톱을 계속 실행할 수 있는 견고한 전원 팩입니다. 회사에 따르면 250cc 연료 카트리지로 노트북을 최대 14시간 동안 사용할 수 있습니다.
하지만 파워팩의 크기를 보면 노트북 자체만큼 큽니다! 이 시스템은 또한 독점 연료 카트리지에 의존합니다. 따라서 이것은 실제로 원격, 오프 그리드 상황에 대한 좋은 솔루션입니다. 그러나 태양열 발전과 결합된 리튬 배터리는 연료 전지의 즉각적인 전력 이점이 없더라도 아마도 더 실용적일 것입니다.
노트북에 연료 전지가 없는 이유는 무엇입니까?
이 글을 쓰는 시점에서 우리는 랩톱, 스마트폰 또는 연료 전지로 구동되는 주류 시장에 다른 전자 제품을 가지고 있지 않습니다. 이 기술의 유력한 후보였던 전기차도 리튬이온 배터리를 사용한다.
이에 대한 한 가지 분명한 이유는 리튬 이온 배터리가 랩톱 연료 전지에 대한 아이디어가 어느 정도 주목을 받았던 2000년대 중반보다 훨씬 더 좋아졌기 때문입니다. 우리의 전자 제품은 또한 훨씬 더 전력 효율적입니다. Apple M1 MacBook Air 또는 Pro는 완충 시 17~20시간 동안 사용할 수 있습니다. 고속 충전 기술은 다시 충전해야 하는 고통을 대부분 덜어줍니다. 일반 사용자가 배터리 수명을 늘리는 데 지장을 주지 않는 지점에 도달했습니다.
배터리 기술도 극적으로 향상될 예정입니다. 그래핀과 같은 새로운 재료와 고체 배터리 및 고급 슈퍼커패시터의 가능성은 연료 전지의 지저분한 화학적 수프 특성을 훨씬 덜 매력적으로 만듭니다.
연료 전지는 노트북의 배터리를 교체하기에는 너무 까다롭고 비용이 많이 듭니다. 이것은 수십 년 전 노트북 배터리가 객관적으로 끔찍했던 경우였고 지금은 그 기술이 연료 전지가 테이블에 가져올 이점의 대부분을 지워버린 경우입니다.
그러나 다소 아이러니하게도 Apple은 2010년, 2015년, 2020년에 특허 출원을 통해 수소 연료 전지 전원에 대한 자체 특허를 유지했습니다. 그러나 주류 사용자를 위해 현재 또는 미래의 배터리 기술을 대체하는 기술에 대해서는 다소 회의적입니다.
