아연 전지 수명 대폭 연장
재생 에너지로의 전환에는 대량의 전기를 저장하는 효율적인 방법이 필요합니다. 뮌헨 공과대학(TUM)의 연구원들은 수용성 아연 이온 배터리의 수명을 몇 배나 늘릴 수 있는 새로운 방법을 개발했습니다. 수천 사이클만 지속되는 대신, 이제는 수십만 번의 충전 및 방전 사이클을 견딜 수 있습니다.
이 혁신의 핵심은 배터리의 아연 양극을 보호하는 특수 층입니다.
이 층은 바늘 모양의 아연 구조(아연 수지상이라고 함)의 성장과 수소 형성 및 부식을 유발하는 원치 않는 화학적 부작용과 같은 기존 문제를 해결합니다.
TUM 자연과학부 무기 및 금속 유기 화학과 교수인 Roland A. Fischer가 이끄는 연구팀은 이 목적을 위해 독특한 소재인 TpBD-2F라는 다공성 유기 폴리머를 사용합니다. 이 소재는 아연 양극에 안정적이고 초박형이며 고도로 정렬된 필름을 형성하여 아연 이온이 나노 채널을 통해 효율적으로 흐르면서 양극에서 물을 멀리합니다.
리튬 이온 배터리에 대한 비용 효율적인 대안으로서의 아연 배터리
Advanced Energy Materials 에 게재된 연구의 주저자이자 박사과정 학생인 Da Lei는 "이 새로운 보호층이 있는 아연 이온 배터리는 태양광이나 풍력 발전소와 같은 대규모 에너지 저장 분야에서 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있습니다. 이 배터리는 수명이 길고 안전하며 아연은 리튬보다 저렴하고 쉽게 구할 수 있습니다." 리튬은 전기 자동차 및 휴대용 기기와 같은 모바일 분야에서 여전히 첫 번째 선택이지만, 비용이 많이 들고 환경에 미치는 영향이 커서 대규모 에너지 저장에는 덜 매력적입니다.
롤랜드 A. 피셔 교수는 "이것은 정말 놀라운 연구 결과입니다. 우리는 다 레이가 개발한 화학적 접근 방식이 효과가 있을 뿐만 아니라 제어 가능하다는 것을 보여주었습니다. 기초 연구자로서 우리는 주로 새로운 과학적 원리에 관심이 있으며, 여기서 우리는 하나를 발견했습니다. 우리는 이미 단추 전지 형태의 첫 번째 프로토타입을 개발했습니다. 우리의 발견이 더 큰 응용 프로그램으로 변환될 수 없는 이유가 보이지 않습니다. 이제 엔지니어가 아이디어를 받아들여 적절한 생산 공정을 개발해야 합니다."라고 덧붙였습니다.
출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/10/241028164531.htm
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