샌프란시스코에서 로스 앤젤레스에서부터 5 번 고속도로까지 북쪽으로가 본 적이 있다면, 대부분의 풍력 발전소가 캘리포니아 주에서 가장 상징적 인 알타 풍력 에너지 센터가 될 것입니다. 2013 년 이전에는 미국 최대의 풍력 발전소였습니다.
실제로 여러 경로를 선택하면 북쪽으로가는 몇 개의 독특한 풍력 발전소를 만날 수있는 기회가 여전히 있습니다 캘리포니아는 미국에서 풍력 발전 및 태양 광 발전을위한 가장 빠른 대규모 지역 중 하나이며 미국에서도 깨끗합니다. 에너지 개발의 선구자 2025 년 전, 캘리포니아는 지속 가능한 에너지로 전기의 50 %를 달성하기 위해 노력하고 있습니다.
풍력 및 태양 에너지로 대표되는 재생 가능 청정 에너지는 지구 자원, 기후 변화 및 환경 오염의 부족을 완화하는 최선의 방법이며, 연고에서는 태양 에너지와 풍력 에너지가 모두 단속적인 에너지이며, 하나의 구름이 태양열 패널에 영향을 줄 수 있습니다. 발전의 안정성과 동시에 대규모의 효율적인 에너지 저장 장치가 없기 때문에 전 세계적으로 풍력 및 태양 에너지의 낭비가 매우 심각하므로 배터리와 같은 전기 화학적 에너지 저장 장치에 대한 연구가 매우 중요합니다.
4 월 30 일 Nature 's Energy에서 Nature 지에 게재 된 학술지가 글로벌 에너지 커뮤니티의 관심을 끌었습니다. 스탠포드 대학의 새로운 연구 결과는 대규모 에너지 저장에 새로운 에너지를 가져옵니다. 이 학교의 재료는 중국의 유명한 교수 인 Cui Wei Experimental Group에 의해 도입 된 새로운 유형의 물 배터리 - 망간 수소 배터리 (Mn-H)로, 10,000 회 이상 재활용 할 수 있습니다! 저비용, 장수명, 고 에너지 밀도입니다. 성능은 대규모 에너지 저장 분야에서 엄청난 변화를 가져올 것으로 예상됩니다.
스탠포드 대학의 스티븐 추 (Stanford University) 교수는 새로운 에너지 기술의 발전을 항상 권장 해 온 노벨상 수상자들에게 위의 연구 결과가 더욱 개선 될 것으로 기대하고 있으며 정확한 재료와 디자인은 여전히 남아 있지만 더 많은 연구와 개발이 필요하지만,이 프로토 타입은 저렴하고 내구성있는 대규모 에너지 저장 배터리를 얻기위한 새로운 과학적 및 공학적 접근 방식을 보여줍니다.
이 신문의 다음 날 (5 월 1 일) 미국의 중국 텔레비전 기자와 미국 중국 네트워크 기자는이 새로운 유형의 배터리에 대해 더 자세히 알기 위해 스탠포드 대학 재료학과의 쿠이 웨이 연구소를 처음 방문했습니다.
Cui Wei 연구실 박사후 연구원 Chen Wei, 배터리 프로토 타입 발표
스탠포드 공식 웹 사이트 이미지
높은 망간 전지는 현재 새로운 약 3 인치 프로토 타입은 플래시 에너지 레벨 LED 열쇠 고리에 거의이다 전기의 약 20 밀리 와트 (MWH)에서 수소를 생산하고 있습니다. 그럼에도 불구하고, 실험자는 믿는다 더 개선 후 원천 기술이 가까운 장래에 대규모 에너지 저장 애플리케이션의 산업화를 실현 것으로 예상된다, 연구 그룹 리더, 교수 이순신 쿠이 교수, 재료의 스탠포드 대학교는 말했다 : '우리는이 기술이 에너지 부에 대한 프로토 타입에 도달 할 것으로 예상 대규모 에너지 저장의 실제 목표. '
현재 미국 에너지 부 (US Department of Energy)의 권고에 따르면, 대규모 에너지 저장에 사용할 수있는 배터리는 다음 조건을 충족해야합니다. 1 시간 내에 충전 및 방전 할 수있는 에너지가 20 킬로와트 이상이며 최소한 적어도 5 천 개의 충전 및 방전을 지원할 수 있습니다. 10 년 이상 실제적인 관점에서 위의 조건을 만족하는 배터리의 가격은 2000 달러를 넘지 않아야합니다. 즉, 킬로와트 시간당 에너지를 저장하는 가격은 100 달러 미만입니다.
이러한 목표를 달성하기 위해 다양한 분야의 과학자들이 다양한 시도를 해왔다. 대규모 에너지 저장 분야에서는 리튬 이온 배터리, 납산 배터리, 플로우 배터리 및 나트륨 황을 비롯한 많은 배터리 시스템이 등장했다. 배터리, 액체 금속 배터리 등. 그러나 이러한 배터리는 에너지 밀도가 낮고 사이클 수명이 짧으며 비용이 높고 작업 조건이 좋지 않으며 실용적인 응용 분야로 나아갈 길이 멀다.
에너지 밀도
납산 배터리 : 30-50 Wh / kg, 유체 배터리 : <50 Wh/l.
사이클 수명
연 축전지 : <500次, 钠硫电池: <1500次.
패키지 비용
리튬 이온 배터리 : ~ 250 $ / kWh, 납산 배터리 : ~ 170 $ / kWh, 유체 배터리 : ~ 450 $ / kWh
작동 온도
나트륨 황 배터리 : 300-350 ° C, 액체 금속 배터리 :> 450 ° C.
여러 배터리 시스템의 주요 한계 비교
이에 스탠포드 대학 재료 공학부의 Cui Wei 교수는 3 년 전에 새로운 개념을 제안했으며, 망간과 수소를 양극과 음극으로 사용하고 전해질로 물을 사용 했으므로 이론적으로 에너지의 대규모 에너지 저장을 실현할 수 있어야합니다. 밀도, 서비스 수명 및 가격 및 기타 여러 엄격한 요구 사항.
Cui Wei 교수, American Chinese Network 인터뷰
미국 중국 관리 6 월 6 월 사진
Cui Wei (왼쪽)와 실험실 학생들
Cui Wei는 나노 물질의 세계적인 리더 중 한 사람이며 현재 스탠포드 대학교의 교수이며 스탠포드 SLAC 국립 가속기 연구소의 교수이자 Precourt Energy Institute의 선임 연구원이기도합니다.
이순신 쿠이 스탠포드 바이오 X와 스탠포드 대학에서 신경 과학 연구소의 구성원입니다. 교수 쿠이 이순신의지도 아래, 스탠포드 대학의 첸 웨이에서 그의 박사 후 동료 중국인은 탐사 및 실험 테스트를 3 년 이상 수행했다. Chen Wei는 "실험 결과를 지속적으로 최적화하기 위해 수소 배터리 장치와 그 파라미터를 반복적으로 디버깅 할 필요가있다"며 "관련 실험이 1000 회 이상 수행되었으며 최종적으로 최적화 된 장치와 테스트 조건이 얻어졌다"고 말했다. 우수한 배터리 성능 : 이는 새로 개발 된 배터리가 기존의 주요 에너지 저장 방법을 기반으로 배터리 수명이 한 단계 증가한 것과 동일한 10,000 회 반복 충전 및 방전 후에도 여전히 큰 부식이 없음을 의미합니다.
Mn-H 배터리의 전기 화학적 성능
Cui Wei의 "천연 에너지"관련 기사에 실린 연구 그룹
첸 웨이 미국 문화 네트워크 인터뷰
미국 중국 관리 6 월 6 월 사진
Cui Wei 교수는 American Chinese Network에 자신의 연구 그룹이 실험용 프로토 타입을 더욱 최적화하고 있다고 말하면서,이 최적화는 주로 배터리의 에너지 밀도를 높이는 것과 배터리 비용을 낮추는 것 두 가지 측면에 초점을 맞추고 있다고 말했다. 예를 들어, 백금을 촉매제로 사용하는 초기 실험에서 우리는보다 저렴한 대안을 찾아야했습니다. 최적화 후, 연구 그룹은 생산, 교육 및 연구의 통합을 중요시하는 스탠포드 대학에서 관련 파일럿 및 대규모 실험을 계속 수행 할 것입니다. 격려와 함께 Cui Wei 교수는 관련 특허를 획득했으며 산업화를 준비 할 회사를 설립했습니다.
Cui Wei에 따르면, 일단 Mn-H 배터리가 예상대로 산업화 될 수 있다면 청정 에너지 네트워크를보다 안정적으로 만들어 사회 경제적 발전을 가져올 것입니다. 중요한 홍보 : 대규모의 청정 에너지 발전소는 물론 거주 지역 공동체 및 가정용 전력 소비도 이로부터 이익을 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 현재의 실험 데이터에 따르면 100 와트 전구에 12 시간의 연속 전기 에너지를 저장하는 데 드는 비용은 1 센트
한편, Mn-H 배터리의 산업화 및 응용은 전기 자동차의 대중화를 더욱 가능하게 할 것이며, Mn-H 배터리는 이러한 목표를 달성하기 위해 전력망을 안정화시킬 수있다.