출처 : Engineering.columbia.edu
Wind 및 Solar와 같은 재생 가능한 에너지 원은 지구를 유지하는 데 중요하지만 큰 도전이 있습니다. 필요할 때 항상 힘을 창출하지는 않습니다. 그것들을 최대한 활용하려면, 우리는 그들이 생산하는 에너지를 저장하는 효율적이고 저렴한 방법이 필요하므로 바람이 불지 않거나 태양이 빛나지 않을 때에도 힘이 있습니다.
컬럼비아 엔지니어링 자재 과학자들은 재생 에너지를 저장하는 방법을 변화시키기 위해 새로운 종류의 배터리를 개발하는 데 중점을 두었습니다. Nature Communications가 9 월 5 일에 발표 한 새로운 연구에서 팀은 저렴한 {3}} 칼륨 (k)과 나트륨 (NA)과 함께 저렴한 고비용 고세대 솔루션을 만들기 위해 저렴하고 저렴한 요소 -- 칼륨 (k)과 나트륨 (NA)을 결합한 K-NA\/S 배터리를 사용했습니다.
컬럼비아 엔지니어링의 응용 물리학 및 수학부의 재료 과학 및 공학 부교수 인 Yuan Yang은“이 배터리가 작동 할 수있는 시간을 연장 할 수 있고 쉽게 배터리를 제조 할 수 있어야한다”고 말했다. "재생 에너지를보다 신뢰할 수있게하는 것은 에너지 그리드를 안정화시키고 화석 연료에 대한 의존도를 줄이며 우리 모두에게보다 지속 가능한 에너지 미래를 지원하는 데 도움이 될 것입니다."
새로운 전해질은 K-NA\/S 배터리가 에너지를보다 효율적으로 저장하고 방출하는 데 도움이됩니다.
There are two major challenges with K-Na/S batteries: they have a low capacity because the formation of inactive solid K2S2 and K2S blocks the diffusion process and their operation requires very high temperatures (>250 OC) 복잡한 열 관리가 필요하므로 프로세스 비용이 증가합니다. 이전의 연구는 견고한 침전물과 저용량으로 어려움을 겪었으며 이러한 유형의 배터리를 개선하기위한 새로운 기술을 검색했습니다.
Yang의 그룹은 배터리 저장 및 에너지를 방출하는 데 도움이되는 새로운 전해질, 아세트 아미드 및 ε-caprolactam을 개발했습니다. 이 전해질은 K2S2 및 K2S를 용해시켜 중간 온도 K\/S 배터리의 에너지 밀도 및 전력 밀도를 향상시킬 수 있습니다. 또한 배터리는 이전 설계보다 훨씬 낮은 온도 (약 75도)에서 작동 할 수 있지만 여전히 가능한 최대 에너지 저장 용량을 달성 할 수 있습니다.
"우리의 접근 방식은 거의 이론적 인 배출 용량과 연장 된 사이클 수명을 달성합니다. 이는 중간 온도 K\/S 배터리 분야에서 매우 흥미 롭습니다.
지속 가능한 에너지로가는 통로Y 미래
Yang의 그룹은 Columbia Electrochemical Energy Center (CEEC)와 제휴하여 획기적인 기술을 발견하고 상용화를 가속화하기 위해 멀티 스케일 접근 방식을 취합니다. CEEC는 전자에서 장치, 시스템에 이르기까지 전기 화학 에너지를 연구하는 공학 및 응용 과학 학교 전역의 교수진과 연구원들을 함께 합류합니다. 산업 파트너십을 통해 전기 화학 에너지 저장 및 변환의 획기적인 실현을 가능하게합니다.
확장 계획
팀은 현재 소규모 코인 크기의 배터리에 중점을두고 있지만, 그들의 목표는 결국이 기술을 확장하여 많은 양의 에너지를 저장하는 것입니다. 성공하면이 새로운 배터리는 햇볕이나 바람이 부는시기에도 재생 가능한 소스로부터 안정적이고 신뢰할 수있는 전원 공급 장치를 제공 할 수 있습니다. 팀은 현재 전해질 조성을 최적화하기 위해 노력하고 있습니다.
