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GN⁺: 세계 최초 무음극 나트륨 고체 배터리

 (pme.uchicago.edu)
1P by neo 2달전 | favorite | 댓글 1개

  • UChicago Prof. Shirley Meng’s Laboratory for Energy Storage and Conversion creates world’s first anode-free sodium solid-state battery – a breakthrough in inexpensive, clean, fast-charging batteries

    • 새로운 형태의 배터리가 Prof. Y. Shirley Meng의 연구실에서 개발됨
    • 저렴하고 빠르게 충전되며 고용량의 배터리가 전기차와 그리드 저장에 더 가까워짐

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  • 세계 최초의 무음극 나트륨 고체 배터리

    • UChicago Pritzker Molecular Engineering의 Shirley Meng 교수 연구실에서 세계 최초의 무음극 나트륨 고체 배터리 개발
    • 이 연구는 UChicago Pritzker School of Molecular Engineering과 University of California San Diego의 Aiiso Yufeng Li Family Department of Chemical and Nano Engineering 간의 협력으로 이루어짐
    • 저렴하고 빠르게 충전되며 고용량의 배터리가 전기차와 그리드 저장에 더 가까워짐

  • 논문의 주요 내용

    • UC San Diego 박사과정 학생 Grayson Deysher가 첫 저자로 참여한 논문이 _Nature Energy_에 발표됨
    • 새로운 나트륨 배터리 구조가 수백 번의 안정적인 사이클링을 보여줌
    • 음극을 제거하고 리튬 대신 저렴하고 풍부한 나트륨을 사용하여 더 저렴하고 환경 친화적인 배터리 생산 가능
    • 혁신적인 고체 설계를 통해 배터리가 안전하고 강력해짐

  • 지속 가능성과 나트륨

    • 리튬은 지구의 지각에 약 20ppm 존재하지만 나트륨은 20,000ppm 존재
    • 리튬 이온 배터리에 대한 수요 증가로 인해 가격이 급등하여 필요한 배터리가 더 멀어짐
    • 리튬 추출은 환경에 해로움
    • 나트륨은 해수와 소다 회광에서 쉽게 얻을 수 있어 환경 친화적임

  • 혁신적인 구조

    • 팀은 리튬 배터리의 에너지 밀도를 가진 나트륨 배터리를 만들기 위해 새로운 구조를 발명해야 했음
    • 전통적인 배터리는 충전 중 이온을 저장하는 음극이 있음
    • 무음극 배터리는 음극을 제거하고 이온을 전류 수집기에 직접 저장함
    • 이 접근 방식은 높은 셀 전압, 낮은 셀 비용, 높은 에너지 밀도를 가능하게 하지만 자체적인 도전 과제를 가짐

  • 흐르는 고체

    • 팀은 전류 수집기를 둘러싸는 전해질을 사용하는 혁신적인 접근 방식을 취함
    • 전류 수집기를 알루미늄 분말로 만들어 액체처럼 흐를 수 있는 고체를 만듦
    • 배터리 조립 중 분말을 고압으로 밀집시켜 전해질과의 액체 같은 접촉을 유지함

  • 미래 전망

    • 나트륨 고체 배터리가 먼 미래의 기술로 여겨졌지만, 이번 논문은 나트륨 배터리가 실제로 잘 작동할 수 있음을 보여줌
    • Meng 교수는 다양한 청정하고 저렴한 배터리 옵션이 재생 가능 에너지를 저장하고 사회의 필요에 맞게 확장되기를 희망함
    • Meng 교수와 Deysher는 UC San Diego의 Office of Innovation and Commercialization을 통해 특허 출원함

GN⁺의 정리

  • 이 기사는 세계 최초의 무음극 나트륨 고체 배터리 개발에 대한 내용을 다룸
  • 나트륨 배터리는 리튬 배터리보다 저렴하고 환경 친화적이며, 전기차와 그리드 저장에 유망한 대안임
  • 이 기술은 배터리의 에너지 밀도와 안전성을 높이는 혁신적인 접근 방식을 통해 가능해짐
  • 관련 분야의 연구자와 엔지니어들에게 흥미롭고 유용한 정보를 제공함
  • 비슷한 기능을 가진 제품으로는 기존의 리튬 이온 배터리와 차세대 배터리 기술들이 있음
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neo 2달전  [-]
Hacker News 의견

  • 리튬 가격이 지난 2년 동안 80% 하락했음

    • 기사에서 언급된 리튬의 희소성은 현재 상황과 맞지 않음
    • 리튬 가격 하락은 청정 에너지 전환에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음

  • 전기에 대해 잘 모르지만, 전자가 흐르기 위해서는 양극이 필요함

    • Wikipedia에 따르면, 처음 충전할 때 금속 양극이 생성됨

  • Na4MnCr(PO4)3에 대해 언급

    • 크롬은 지각에서 리튬보다 5배 더 풍부함
    • 일반적인 나트륨 이온 배터리는 희소한 원소를 사용하지 않는 장점이 있음
    • 고체 상태 화학과 일반 화학의 비교가 필요함

  • 논문 사전 인쇄본 링크 제공

    • 에너지 밀도, 부피, 재충전 주기에 대한 정보는 없음

  • 리튬 추출이 환경에 미치는 영향에 대한 논의

    • 물을 표면으로 펌핑하여 증발시키는 방식은 환경 영향이 적음
    • 나트륨 추출과 비교할 필요가 있음

  • 배터리에서 중요한 것은 규모와 총 비용임

    • 요소가 더 저렴하더라도 현재 상태보다 더 나은 제품을 도입해야 함
    • 기존 공장과 제조 기술을 사용할 수 있는지 여부가 중요함
    • 고체 상태 배터리는 전기 항공기와 슈퍼카에서 먼저 도입될 가능성이 높음

  • 나트륨의 풍부함과 안정성은 전력 저장에 큰 잠재력을 제공함

    • 집에 있는 배터리를 나트륨으로 교체하고 싶음

  • 이 배터리가 실제로 어떤 일을 할 수 없는지 지적하는 첫 번째 댓글을 기대함

  • 양극에서 더 많은 일이 일어나는 것 같음

    • 전해질보다 양극에서 더 많은 일이 일어나는 이유가 궁금함
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