아연공기전지는 리튬이온의 더 나은 대안이 될 수 있다

[이매진]

아연공기전지는 리튬이온의 더 나은 대안이 될 수 있다

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Zinc-air batteries could be a better alternative to lithium-ion

새로운 연구에 따르면 아연과 공기로 제작된 배터리가 전기 자동차에 전력을 공급하는 미래가 될 수 있습니다.

에 의해아쉬위니 사카르카르

2023년 8월 29일 오후 1:13 IST

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크레딧: Freepik

호주 에디스 코완 대학 (ECU) 의 연구원들은 아연과 공기로 만든 배터리가 전기 자동차에 전력을 공급하기 위한 리튬 이온 배터리보다 더 나은 대안이 될 수 있다는 사실을 발견했습니다. 팀은 더 저렴하고 안전하며 지속 가능하게 공급되는 재료를 조합하여 아연공기 배터리를 재설계하고 테스트하여 수명과 성능을 향상시켰습니다.

리튬 이온 배터리 는 작은 패키지에 많은 양의 에너지를 저장할 수 있는 능력으로 인해 전 세계적으로 전기 자동차 에 널리 사용됩니다 . 그러나 이러한 배터리는 비용, 한정된 자원 및 안전 문제와 관련된 몇 가지 제한 사항에 직면해 있습니다.

차세대 장거리 차량과 전기 항공기가 시장에 등장함에 따라 현재의 리튬이온 배터리에 비해 더 높은 성능, 더 높은 안전성, 더 높은 비용 효율성을 제공할 수 있는 더 나은 배터리 시스템에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

이 프로젝트를 주도한 ECU의 Muhammad Rizwan Azhar 박사는 “충전식 아연공기 배터리(ZAB)는 저렴한 비용, 환경 친화성, 높은 이론적 에너지 밀도 및 고유한 안전성으로 인해 더욱 매력적이 되고 있습니다.”라고 말했습니다.

아연공기 배터리는 아연 음극과 공기 양극으로 구성됩니다. 그 뒤에 있는 화학은 유망하며 리튬 기반 제품보다 지속 가능한 옵션입니다. 그러나 공기극의 성능 저하로 인해 기술의 전력 출력이 제한되었고, 이로 인해 수명도 단축되었습니다.

Edith Cowan University 팀의 혁신을 통해 엔지니어는 탄소, 저렴한 철, 코발트 기반 광물과 같은 새로운 재료 의 조합을 사용하여 아연 공기 배터리를 재설계할 수 있었습니다 . 연구진은 CoNiFe 층의 이중 수산화물(LDH)을 코발트 배위 및 N 도핑 다공성 탄소(Co-NC) 네트워크와 결합하여 ZAB에 대한 독특한 구조와 시너지 효과를 갖는 복합 전극을 제안했으며, 그 결과 우수한 이중 기능성과 내구성이 나타났습니다.

이중 기능성 공기 전극을 ZAB에 통합 하면 950시간의 초장 수명 동안 228mW cm -2 의 높은 피크 전력 밀도와 0.77V의 낮은 전압 갭을 나타내 실용 가능성이 매우 높습니다. .

Azhar 박사는 보도 자료 에서 “새로운 디자인은 매우 효율적이어서 배터리의 내부 저항을 억제했으며 전압은 이론 전압에 가까워서 높은 피크 전력 밀도와 매우 긴 안정성을 제공했습니다.”라고 말했습니다 .

“에너지 저장 산업에 혁명을 일으킬 뿐만 아니라, 이 획기적인 발전은 지속 가능한 사회를 구축하고, 화석 연료에 대한 의존도를 줄이고, 환경에 미치는 영향을 완화하는 데 크게 기여합니다. 호주산 아연과 공기 같은 천연 자원을 사용함으로써 미래를 위한 혁신적인 아연-공기 배터리의 비용 효율성과 생존 가능성이 더욱 향상됩니다.”