녹슬지 않는 발명품으로 한 걸음 더 가까이 다가온 재활용 휴대폰 배터리

[아름이]

녹슬지 않는 발명품으로 한 걸음 더 가까이 다가온 재활용 휴대폰 배터리
날짜:
2023년 1월 24일
원천:
RMIT 대학교
요약:
최근의 혁신 덕분에 오늘날의 기술보다 최대 3배 더 긴 수명을 가진 휴대폰 배터리가 현실이 될 수 있습니다.

오늘날의 기술보다 최대 3배 더 긴 수명을 가진 휴대폰 배터리는 RMIT 대학의 엔지니어들이 주도한 혁신 덕분에 현실이 될 수 있었습니다.

2~3년 후에 배터리를 폐기하는 대신 고주파 음파를 사용하여 배터리 성능을 저해하는 녹을 제거함으로써 최대 9년 동안 지속되는 재활용 가능한 배터리를 가질 수 있다고 팀은 말합니다.

휴대전화를 포함하여 사용한 휴대용 배터리의 10%만이 호주에서 재활용을 위해 수거되며 이는 국제 기준에 비해 낮은 수준입니다. 나머지 90%의 배터리는 매립되거나 잘못 폐기되어 환경에 상당한 피해를 줍니다.

배터리에서 리튬 및 기타 물질을 재활용하는 데 드는 높은 비용은 이러한 항목을 재사용하는 데 주요 장벽이지만 팀의 혁신은 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

연구팀은 향후 배터리용 리튬에 대한 흥미진진한 대안이 될 것이라고 약속하는 재료 종류인 MXene이라는 나노 재료를 사용하여 작업하고 있습니다.

화학공학과 석좌교수이자 수석 선임 연구원인 Leslie Yeo는 MXene이 높은 전기 전도성을 가진 그래핀과 유사하다고 말했습니다.

그래핀과 달리 MXenes는 고도로 맞춤화할 수 있으며 미래에 가능한 모든 범위의 기술 응용 분야를 열어줍니다.

MXene을 사용하는 데 있어 가장 큰 문제는 쉽게 녹이 슬어 전기 전도도를 억제하고 사용할 수 없게 만드는 것이라고 그는 말했습니다.

"이 문제를 극복하기 위해 우리는 특정 주파수의 음파가 MXene에서 녹을 제거하여 원래 상태에 가깝게 복원한다는 것을 발견했습니다."라고 Yeo는 말했습니다.

팀의 혁신은 언젠가 MXene 배터리를 몇 년마다 활성화하여 수명을 최대 3배까지 연장하는 데 도움이 될 것이라고 그는 말했습니다.

Yeo는 "MXene의 저장 수명을 연장하는 능력은 상업적으로 실행 가능한 전자 부품에 사용될 가능성을 보장하는 데 중요합니다."라고 말했습니다.

이 연구는 Nature Communications 에 게재되었습니다 .

혁신의 작동 방식

공동 저자이자 박사 과정 학생인 Mr Hossein Alijani는 MXene을 사용할 때 가장 큰 문제는 습한 환경에서 또는 물 용액에 현탁될 때 표면에 녹이 생기는 것이라고 말했습니다.

"녹인 표면 산화물은 사람의 머리카락보다 훨씬 더 얇은 이 물질에서 특히 제거하기 어렵습니다."라고 RMIT 공과대학의 Alijani가 말했습니다.

"산화를 줄이기 위해 사용되는 현재 방법은 재료의 화학적 코팅에 의존하며, 이는 MXene을 원래 형태로 사용하는 것을 제한합니다.

"이 작업에서 우리는 산화된 MXene 필름을 단 1분 동안 고주파 진동에 노출시키면 필름의 녹이 제거된다는 것을 보여줍니다. 이 간단한 절차를 통해 전기 및 전기 화학적 성능을 복구할 수 있습니다."

팀 작업의 잠재적인 적용

팀은 Mxene에서 녹을 제거하기 위한 그들의 작업이 나노 물질이 에너지 저장, 센서, 무선 전송 및 환경 개선 분야의 광범위한 응용 분야에 사용될 수 있는 문을 열었다고 말합니다.

수석 연구원 중 한 명인 Amgad Rezk 부교수는 산화된 물질을 거의 원래 상태로 신속하게 복원하는 능력이 순환 경제 측면에서 게임 체인저를 대표한다고 말했습니다.

"배터리를 포함하여 전자 제품에 사용되는 재료는 일반적으로 녹 형성으로 인해 2~3년 사용 후 열화됩니다."라고 RMIT 공과 대학의 Rezk는 말했습니다.

"우리의 방법으로 잠재적으로 배터리 부품의 수명을 최대 3배까지 연장할 수 있습니다."

다음 단계

혁신이 유망하지만 팀은 음향 장치를 기존 제조 시스템 및 프로세스에 통합하기 위해 업계와 협력해야 합니다.

팀은 또한 감지 및 재생 에너지 응용 분야를 위해 다른 재료에서 산화물 층을 제거하기 위해 발명품을 사용하는 방법을 모색하고 있습니다.

"우리는 우리의 녹 제거 방법이 확장될 수 있도록 업계 파트너와 협력하기를 간절히 원합니다."라고 Yeo는 말했습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/