과학자들은 지속 가능한 차세대 배터리를 위한 기술을 개발합니다

업데이트: 6년 2023월 XNUMX일
과학자들은 지속 가능한 차세대 배터리를 위한 기술을 개발합니다

연구원들은 새로운 technology 리튬 배터리를 보다 지속 가능한 대안으로 교체할 수 있습니다.

Imperial College London의 팀은 리튬 이온에서 나트륨 이온 배터리로 전환할 수 있는 기술을 개발했습니다. 연구자들은 제지 산업의 폐기물 부산물인 리그닌에서 탄소를 준비함으로써 나트륨 이온 배터리의 에너지 밀도, 지속 가능성 및 안전성을 향상시켰습니다.

리튬 이온 배터리 교체

리튬 이온 배터리는 일반적으로 많은 전기 장치에 사용되지만 전 세계 리튬 자원은 급격히 감소하고 광산 작업은 탄소 발자국을 크게 만듭니다. 나트륨 이온 배터리는 최적화된 경우 전기 자동차에 사용할 수 있는 지속 가능한 대안을 제공할 수 있습니다. 그러나 현재 모델은 아직 리튬의 에너지 용량과 일치하지 않으며 일부 안전 위험이 있습니다.

배터리의 에너지 용량 향상의 핵심은 에너지 저장 기능을 제공하는 양극의 소재와 디자인에 있습니다. 매우 높은 이론 용량에도 불구하고 금속 나트륨 양극으로 만든 배터리의 잠재력을 밝히고 이 물질의 반응성이 높은 특성으로 인한 위험을 해결하기 위해서는 추가 연구가 필요했습니다.

화학 공학부의 Titirici 그룹은 이 문제를 해결하고 나트륨 배터리의 벌크 금속을 나트륨 증착된 리그닌 유래 탄소 매트로 대체하는 솔루션을 개발했습니다.

배터리 부문에서 리그닌 활용을 위한 새로운 기회와 새로운 나트륨 기반 기술을 개발할 수 있는 잠재력을 보는 것은 흥미진진합니다. 이 기술은 고성능의 안전하고 지속 가능한 배터리를 만들어 전기 자동차 부문에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

회전하는 웹

이 연구에서 리그닌 매트는 거미가 자연에서 거미줄을 회전시키는 방식과 유사한 방식으로 리그닌 섬유를 회전시키는 '전기방사'로 알려진 공정을 사용하여 생산되었습니다. 그런 다음 섬유를 탄화하여 재료 구조에 수많은 결함을 생성했습니다. 이러한 결함은 에너지 저장을 담당하는 원소인 금속 나트륨의 균일하고 안정적인 증착을 지원하여 에너지 용량을 증가시킵니다.

금속 나트륨과 특별히 맞춤화된 리그닌 기반 탄소를 결합하여 에너지 용량 이점을 유지하고 활용하는 동시에 배터리 단락을 유발하는 덴드라이트 축적과 관련된 안전 위험을 줄입니다.

이 공정은 또한 다른 방법보다 리그닌을 탄화하는 데 더 적은 열을 필요로 하므로 제조 공정의 탄소 발자국을 더욱 줄일 수 있습니다.

다음 단계

나트륨 이온 배터리는 에너지 분야에서 엄청난 가능성을 보여주었지만 제한된 에너지 용량으로 인해 광범위한 활용이 제한되었습니다. 이 새로운 기술은 다음을 대체할 수 있습니다. 리튬 이온 현재 가능한 것보다 훨씬 더 넓은 규모의 배터리가 전기 자동차와 같은 대형 제품에 사용됩니다.

팀은 이제 계속해서 기술을 미세 조정하여 다양한 유형의 세포를 실험하고 추가 실험을 수행할 것입니다.

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