신재생에너지 저장용 액체전지 개발하는 연구원들

[이매진]

신재생에너지 저장용 액체전지 개발하는 연구원들

https://www.techexplorist.com/researchers-developing-liquid-battery-renewable-energy-storage/85158/

Researchers developing liquid battery for renewable energy storage

캘리포니아는 재생 에너지를 신속하게 수용함에 따라 그리드 에너지 저장을 위한 혁신적인 기술이 시급히 필요합니다. 밤과 겨울에는 태양광 발전량이 줄어들고 풍력 발전량도 가변적입니다. 현재 주에서는 재생 가능 전력의 간헐적인 특성의 균형을 맞추기 위해 천연가스에 크게 의존하고 있습니다.

스탠포드 대학교 팀은 유망한 기술인 액체 수소 저장에 대한 연구를 통해 재생 에너지 저장 옵션을 향상시키는 데 전념하고 있습니다 .

로버트 에클스 스웨인(Robert Eckles Swain)은 "전력망은 발전하는 속도와 동일한 속도로 에너지를 사용합니다. 이때 사용하지 않고 저장할 수 없다면 버려야 합니다"라고 말했습니다. 인문과학부 화학 교수.

Waymouth는 재생 에너지 저장을 위한 유망한 신기술인 액체 유기 수소 운반체(LOHC)를 탐구하기 위해 스탠포드 팀을 이끌고 있습니다. 그러나 수소는 이미 연료원으로 사용되고 있으며, 발전의 경우 수소의 봉쇄 및 운송이 상당한 과제를 안고 있습니다.

Journal of the American Chemical Society에 게재된 이 연구의 수석 저자인 Waymouth는 "우리는 액체 연료에서 전기 에너지를 선택적으로 변환하고 장기간 저장하기 위한 새로운 전략을 개발하고 있습니다."라고 말했습니다. "우리는 또한 기체 수소를 생성하지 않고 액체 연료에 전기 에너지를 저장하기 위한 새로운 선택적 촉매 시스템을 발견했습니다."

그리드 스토리지, 스마트폰, 전기 자동차 에 사용되는 리튬 이온 배터리를 보완하기 위해 새로운 에너지 저장 기술이 연구되고 있습니다 . 유망한 후보 중 하나는 LOHC입니다. 이는 에너지를 저장하고 필요에 따라 이를 사용 가능한 연료나 전기 로 변환할 수 있는 "액체 배터리"처럼 기능하면서 수소를 효율적으로 저장 및 방출할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다 .

Waymouth 팀은 수소 에너지 저장 및 방출 시스템의 핵심 요소로서 이소프로판올과 아세톤의 잠재력을 조사하고 있습니다. 일반적으로 마찰 알코올로 알려진 이소프로판올은 기존 인프라를 통해 효율적으로 저장하거나 운송할 수 있는 유망한 고밀도 액체 형태의 수소를 나타냅니다. 때가 되면 연료전지의 청정연료로 활용하거나, 이산화탄소를 배출하지 않고 수소를 방출하는 용도로 활용될 수 있다.

그러나 현재 전기를 사용하여 이소프로판올을 생산하는 보다 효율적인 방법이 필요합니다. 이 공정에는 물의 양성자 2개와 전자 2개를 수소 가스로 변환하는 과정이 포함되며, 이 수소 가스는 촉매에 의해 이소프로판올을 생산하는 데 사용될 수 있습니다.

“그러나 이 과정에서 수소 가스를 원하지는 않습니다.” 라고 Waymouth는 말했습니다. “단위 부피당 에너지 밀도가 낮습니다. 수소가스를 발생시키지 않고 양성자와 전자로부터 직접 이소프로판올을 만드는 방법이 필요합니다.”

이 연구의 주요 저자인 Daniel Marron은 핵심 문제를 해결하는 데 있어 획기적인 발전을 이루었습니다. 그의 혁신적인 촉매 시스템은 수소 가스를 생성하지 않고 아세톤을 LOHC 이소프로판올로 효율적으로 변환합니다. 이리듐을 촉매로, 코발토센을 조촉매로 활용하는 이 시스템은 이전의 기대를 뛰어넘고 유망한 솔루션을 제공합니다.

조촉매로 코발토센을 사용하는 것은 이리듐 촉매에 직접 양성자와 전자를 제공하여 이 연구 분야에서 상당한 발전을 이루는 매우 효과적인 것으로 입증되었습니다.

코발트는 배터리 산업에서 매우 수요가 많은 물질이며, 코발토세의 특성을 이해하는 스탠포드 팀의 획기적인 발전은 다양한 공정을 위한 새로운 촉매 개발의 길을 열 수 있습니다. 철과 같은 보다 널리 이용 가능한 비귀금속 촉매의 사용을 탐구함으로써 그들은 미래의 LOHC 시스템을 보다 저렴하고 쉽게 확장할 수 있기를 희망합니다.

Waymouth는 “이것은 기본적인 기초 과학이지만 액체 연료에 전기 에너지를 보다 선택적으로 저장하기 위한 새로운 전략이 있다고 생각합니다.” 라고 말했습니다 .

LOHC 시스템의 발전은 산업 및 개별 태양광 또는 풍력 시설의 에너지 저장을 향상시킬 것을 약속합니다. 관련된 복잡한 작업에도 불구하고 Waymouth는 프로세스가 매우 우아하다고 설득력 있게 요약합니다.

“과도한 에너지가 있고 전력망에 대한 수요가 없으면 이를 이소프로판올로 저장합니다. 에너지가 필요할 때 이를 전기로 반환할 수 있습니다.”