새로운 배터리는 허리케인 후 전기 자동차 화재를 예방할 수 있습니다.

[아름이]

새로운 배터리는 허리케인 후 전기 자동차 화재를 예방할 수 있습니다.
날짜:
2023년 1월 10일
원천:
센트럴 플로리다 대학교
요약:
한 연구원이 허리케인 이안의 바닷물 범람으로 인한 화재와 같은 전기 자동차 화재를 예방할 수 있는 기술을 개발했습니다. 수성 배터리인 이 기술은 전기 자동차 리튬 이온 배터리에서 발견되는 휘발성 및 인화성이 높은 유기 용매를 염수로 대체하여 더 안전하고 빠르게 충전되며 강력하고 침수 중에 단락되지 않는 배터리를 만듭니다.

센트럴 플로리다 대학의 한 연구원이 허리케인 이안의 해수 범람으로 인한 화재와 같은 전기 자동차 화재를 예방할 수 있는 기술을 개발했습니다.

수성 배터리인 이 기술은 전기 자동차 리튬 이온 배터리에서 발견되는 휘발성 및 인화성이 높은 유기 용매를 염수로 대체하여 더 안전하고 빠르게 충전되며 강력하고 침수 중에 단락되지 않는 배터리를 만듭니다.

이 작업은 Nature Communications 의 새로운 연구에 자세히 설명되어 있습니다.

"허리케인 Ian 동안 많은 전기 자동차가 홍수에 잠긴 후 화재가 발생했습니다."라고 연구를 이끈 UCF 나노 과학 기술 센터 부교수 Yang Yang은 말합니다. "바닷물이 배터리를 부식시키고 단락을 일으켜 인화성 용제 및 기타 구성 요소를 발화시키기 때문입니다. 우리 배터리는 염수를 전해질로 사용하여 휘발성이 높은 용제를 제거합니다."

또한 배터리 설계의 핵심은 배터리가 느린 충전 시간 및 열악한 안정성과 같은 이전 수성 배터리의 한계를 극복할 수 있도록 하는 새로운 나노 엔지니어링입니다.

UCF가 설계한 배터리는 빠르게 충전되어 리튬 이온 배터리를 사용하는 데 걸리는 시간과 비교하여 3분 만에 완전히 충전됩니다.

양 교수는 안전성을 높인 배터리 등 신재생에너지 기기용 소재 개발 전문가다.

바닷물 전기 자동차 화재

2012년 허리케인 샌디(Sandy)와 2020년 허리케인 이사이아스(Isaias) 때 해수 범람 이후 전기차 화재 문제가 수면 위로 떠올랐다.

이에 따라 미국 소방청과 도로교통안전국은 해수 범람으로 인한 전기차 화재 대응을 위한 특별 지침을 내렸습니다.

화재를 진압하려면 엄청난 양의 물이 필요하며 국제 소방서장 협회는 소방관에게 3,000~8,000갤런의 지속적이고 지속 가능한 물 공급을 확보할 것을 ​​권장합니다.

미국에 따르면 허리케인 이안(Ian) 이후 플로리다의 콜리어(Collier)와 리(Lee) 카운티에서 최소 12건의 전기 자동차 화재가 보고되었습니다. 소방청.

배터리 설계

이전의 수성 배터리 설계는 낮은 에너지 출력, 불안정성, 음극에서 수상 돌기라고 하는 유해한 금속 구조의 성장 및 부식으로 어려움을 겪었습니다.

배터리의 액체 전해질로 염수를 사용함으로써 UCF 연구원들은 나트륨, 칼륨, 칼슘 및 마그네슘과 같은 염수에서 발견되는 자연 발생 금속 이온을 사용하여 더 많은 에너지를 저장하는 이중 양이온 배터리를 만들 수 있었습니다. 이 구현을 통해 이전 단일 양이온 수성 배터리 설계의 부진을 극복할 수 있었습니다.

불안정성, 덴드라이트 성장 및 부식 문제를 해결하기 위해 연구원들은 상단에 얇은 산화아연 보호층을 포함하는 숲과 같은 3D 아연-구리 양극을 설계했습니다.

숲의 조감도처럼 보이는 새로운 나노 공학 표면은 연구원들이 전기 화학 반응을 정밀하게 제어할 수 있게 하여 배터리의 안정성과 빠른 충전 능력을 향상시킵니다.

또한 산화아연층이 아연의 수지상 성장을 방해하는 것을 광학현미경으로 확인하였다.

"우리 연구실에서 개발된 새로운 물질을 사용하는 이 배터리는 부적절하게 사용되거나 바닷물에 잠기더라도 안전하게 유지될 것입니다."라고 Yang은 말합니다. "우리의 작업은 전기 자동차 기술을 개선하고 이를 안정적이고 안전한 여행 형태로 계속 발전시키는 데 도움이 될 수 있습니다."

특허 출원 중인 기술은 UCF의 기술 이전 사무소를 통해 라이선스를 받을 수 있습니다.

이 연구는 미국 국립 과학 재단과 미국 화학 학회 석유 연구 기금의 자금 지원을 받았습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/