Oregon State University 연구원이 이끄는 과학자들은 아연 배터리의 아연 금속 양극의 효율을 거의 100%로 높이는 새로운 전해질을 개발했습니다.
이 연구는 태양이 빛나지 않고 바람이 불지 않을 때 전기 그리드에 재생 가능한 태양열 및 풍력 에너지를 저장할 수있는 새로운 배터리 화학에 대한 지속적인 글로벌 퀘스트의 일부입니다.
Xiulei [OSU 과학 대학의 David "JI 및 HP Inc.와 Oregon State Spinout Company 인 Grotthuss Inc.가 포함 된 협업은 자연 지속 가능성 에서 결과를보고했습니다.
[획기적인 것은 소비자가 아연 금속 배터리를보다 쉽게 접근 할 수있게하는 데 큰 발전을 나타냅니다. " 자연 재해에 취약한 지역 사회를위한 에너지 저장 모듈뿐만 아니라 에너지 저장 모듈. "
배터리는 화학 에너지 형태의 전기를 저장하고 반응을 통해이를 전기 에너지로 변환합니다. 여러 종류의 배터리가 있지만 대부분은 동일한 기본 방식으로 작동하며 동일한 기본 구성 요소를 포함합니다. 모든 배터리에는 전자가 외부 회로로 흘러 나오는 양극과 외부 회로에서 전자를 획득하는 음극과 전극을 분리하고 그들 사이의 이온 흐름을 허용하는 화학 배지 인 전기를 획득하는 두 개의 전극이 있습니다. .
안전하고 풍부한 아연 기반 배터리는 에너지 밀도가 높으며 널리 사용되는 리튬 이온 배터리를위한 그리드 에너지 저장을위한 가능한 대안으로 간주되는 금속에 의존하며, 코발트 및 코발트 및와 같은 희귀 금속의 공급에 의존하는 생산량 니켈. 코발트와 니켈도 독성이 있으며 매립지에서 침출되면 생태계와 수원을 오염시킬 수 있습니다. 또한, 리튬 이온 배터리의 전해질은 일반적으로 고 작동 전압에서 종종 분해되는 가연성 유기 용매에 용해됩니다. 다른 안전 문제로는 배터리 내부에서 자라는 작은 나무와 비슷한 수상 돌기가 있습니다. 그들은 차도의 균열을 통해 자라는 엉겅퀴처럼 분리기를 뚫을 수 있으며, 때로는 원치 않는 때로는 안전하지 않은 화학 반응으로 이어질 수 있습니다.
[아연 금속 배터리는 대규모 에너지 저장을위한 주요 후보 기술 중 하나입니다. "라고 Ji는 말했다. 전해질은 저렴한 염화 염의 용해 된 혼합물로 만들어지며, 1 차는 염화 아연입니다. "
아연 배터리로 구성된 보관 시설에서 제공하는 전기 비용은 배터리가 수천 사이클의 긴 사이클 수명을 가질 경우 화석 연료 생산 전기와 만 경쟁 할 수 있다고 Ji는 말했다. 그러나 현재까지 사이클 수명은 아연 양극의 가역성 불량으로 제한되었습니다. 충전 중에 JI는 전해질의 아연 양이온이 전자를 이득하고 양극 표면에 도금된다고 설명합니다. 배출 동안, 도금 된 양극은 전해질에 용해되어 워크로드를위한 전자를 포기한다.
[이 아연 도금 및 용해 과정은 종종 비가 역적 할 수 없다 "고 Ji는 말했다.
쿨롱 효율 또는 CE는 배터리에서 전자가 얼마나 잘 전달되는지, 배터리에서 추출한 총 전하의 비율은 전체 사이클에 부과 된 충전에 대한 척도입니다. 리튬 이온 배터리는 99%를 초과하는 CE를 가질 수 있습니다.
JI와 Massachusetts Institute of Technology, Penn State 및 Riverside University의 과학자를 포함한 공동 작업자가 개발 한 새로운 전해질은 99.95%의 CE를 가능하게했습니다.
[아연 배터리의 주요 과제는 아연이 전해질의 물과 반응하여 수소 진화 반응에서 수소 가스를 생성한다는 것입니다. " "
그러나 새로운 전해질은 양극의 표면에 [패시베이션 층 "을 형성함으로써 물의 반응성을 제한하고 수소 진화 반응을 거의 차단합니다. 유사한 패시베이션 층은 리튬 이온 배터리의 초기 상용화를 가능하게합니다. 1990 년대. JI는 통과 메커니즘을 결정하기 위해 UC Riverside에서 펨토초 라만 분광법과 Alex Greaney를 사용하여 전해질의 원자 구조를 발견 한 OSU 화학 동료 Chong Fang을 신용합니다.
[또한, 우리가 측정 한 효율은 수소 진화 반응으로 인한 손상을 가리지 않는 가혹한 조건에 있음을 주목할 가치가 있습니다. " 대규모 그리드 스토리지. "
OSU의 Kyriakos Stylianou 도이 연구에 참여했으며,이 연구에 참여했으며,이 연구는 National Science Foundation과 미국 에너지 부의 지원을 받았습니다.
