결과에 따르면 비용 효율적인 나트륨 기반 배터리가 리튬 기반 배터리보다 우수하며 성능만으로는 새로운 나트륨 기반 배터리가 시장 기반 리튬 기반 배터리의 80 %보다 우수한 것으로 나타났습니다.
리튬 배터리 비용 문제
최신 슈퍼 배터리 인 Toshiba의 출시 여부에 관계없이 Tesla의 지배적 인 위치에있는 배터리 기술에 있었더라도 리튬 배터리를 기반으로하며 이는 리튬 배터리라고합니다.
리튬 배터리는 리튬 금속 또는 리튬 합금의 부극 재료로서, 비 수용성 전해질 용액 배터리의 사용은 1922 년 리튬 금속 배터리가 처음으로 길버트 N. 루이스 (Gilbert N. Lewis, 20 세기, 70 년)에 의해 제안되었으며 MS Whittingham이 제안하고 연구하기 시작했다 리튬 이온 배터리.
리튬의 화학적 성질이 매우 활발해지면서 리튬 가공, 보존 및 환경 이용이 매우 높기 때문에 리튬 전지는 오랫동안 사용되지 않았지만 과학 기술의 발달로 리튬 전지는 점차 현재로 발전했습니다 주류.
그러나 리튬은 우수한 성능을 가지고 있지만 지구의 리튬 저장 용량은 매우 작기 때문에 주목할 가치가 있습니다. 따라서 리튬 가격도 매우 높습니다.
요즘 환경 보호에 대한 요구가 커짐에 따라 풍력 및 태양 광 발전 기술의 발전과 함께 전기 저장 용량에 대한 수요가 증가하고 비용은 훨씬 더 많이 듭니다.
원래의 의도를 연구하십시오 : 성능을 보호하고 비용을 절감하십시오.
이 문제의 비용을 줄이는 방법에 대해 스탠포드 대학 (Stanford University) 연구팀은 새로운 유형의 나트륨 기반 배터리를 개발했으며, 나트륨 기반 배터리 및 리튬에 비해 가격 및 성능 측면에서 최신 논문을 발표했다 기반 배터리, 팀이 나트륨 기반의 배터리를 개발 한 입증 된 가장 낮은 리튬 이온 배터리와 동일한 전력으로 저렴한 비용으로 저장할 수 있습니다.
그는 리튬 전지의 우수한 저장 용량에 대해 연구의 주요 저자 인 Bao Zhenan (음역)은 자신의 승인을 표명하면서 "배터리 분야의 리튬은 항상 지배적이었으며 우수한 저장 용량은 의심의 여지가 없지만 리튬 매우 작기 때문에 배터리를 만드는 데 리튬을 사용하는 비용이 높을 것이므로 배터리를 만들기 위해 지구의 풍부한 요소를 사용하고자합니다.
결과는 배터리 재료의 비용이 배터리의 총 비용의 약 1/4, 리튬 광석의 사용량이 톤당 1 만 5 천 달러이며, 나트륨의 선택은 톤당 150 달러에 불과하다는 것을 보여줍니다. 동일한 조건, 나트륨만의 리튬 1 / 10, 이는 연구팀이 나트륨 선택에 대한 이유입니다.
전통적인 배터리 구성 파괴 : 나트륨 - 이노시톨
연구팀이 나트륨 기반 배터리를 연구 한 첫 번째 팀은 아니지만이 분야에 대한 이전 연구는 진전을 이루지 않았다는 점은 주목할 가치가있다.
이전 연구와 달리 스탠포드의 연구팀은 우리가 먹는 소금과 매우 유사한 성분을 사용합니다. 소금에서 염화물과 나트륨 이온의 혼합물은 나트륨 염의 기본 성분입니다. 이 나트륨 기반 배터리에서 연구자들은 나트륨과 이노시톨을 합쳤다.
이노시톨과 나트륨의 결합은 염화나트륨만큼 일반적이지는 않지만 이노시톨은 쌀 누움에서 추출되고 유아용 조제 분유에 들어있는 산업계의 일반적인 유기 화합물입니다.
일반적으로 사용되는 나트륨 기반 배터리에서 나트륨은 전자를 저장하는 데 사용되는 음극을 구성하며 충전 과정에서 화학 인 내부의 배터리가 양극 애노드 전자로 전송되고 방전 과정은 현재의 흐름 프로세스에서 반대입니다 전자와 음극의 음극 전이가 양 공정의 효율을 모두 방출하면 전체 배터리 저장 및 방전 효율이 높아져 배터리 성능이 향상됩니다.
이러한 이해를 바탕으로 스탠포드 대학의 박사후 연구원 인 Min Ah Lee와 팀 구성원은 나트륨과 이노시톨 간의 전자 성능을 향상 시켰으며 구체적인 향상은 알려지지 않았지만 현재의 나트륨 기반 배터리를 크게 향상시켰다 이전의 모든 연구를 뛰어 넘는 성능.
연구 결과 : 성능은 리튬 기반 배터리의 80 %보다 우수합니다.
나트륨 기반 배터리의이 중요한 개선과 거리에 가까운 리튬 기반 배터리의 '우위'상태에서 살았 기 때문에 팀은 나트륨 기반 배터리와 기존 리튬 배터리를 비교 분석하기 시작했습니다. 그 결과는 비용 효율적인 나트륨 기반 배터리는 리튬 기반 배터리보다 우수하며 성능만으로는 새로운 나트륨 기반 배터리가 시장 기반 리튬 기반 배터리보다 80 % 이상 우수합니다.
배터리 성능을 더욱 최적화하기 위해 배터리 기술의 상용화를 촉진하기 위해 배터리 충전 및 방전 사이클을 최적화했습니다.
배터리가 효과적으로이 전력을 저장하는 방법, 옥상 태양열 집열 태양 에너지가 빛 에너지를 전기로 변환 할 때 집안의 전력과 같이 저장된 전력을 집의 전력에 효과적으로 저장하는 방법 등이 최적화의 필요성을 고려하십시오.
연구진은 리튬 이온 시스템과 동일한 에너지를 저장하는 나트륨 배터리, 배터리 용량 및 배터리 크기를 어떻게 개선 할 것인지를 결정하기 시작했다.
배터리 충전 및 방전 과정을 더 잘 연구하기 위해 박사후 연구원 인 홍지현 (Jihyun Hong)과 대학원생 Kipil Lim과 SLAC National Accelerator Laboratory 과학자 인 Chueh and Michael Toney의 협력을 통해 그들은 나트륨 이온과 음극의 접착과 분리, 이는 전반적인 배터리 설계 및 성능을 향상시키는 데 도움이됩니다.
이 연구에서 물질 과학자 인 Cui Yi는 다음과 같이 말했다 : "이것은 이미 좋은 디자인이지만, 인의 전염 능력을 더욱 최적화 할 수 있다고 확신합니다."
