차세대 배터리의

차세대 배터리의 빌딩 블록 찾기

파워볼사이트 현재 대기 중에 순환하는 1조 톤 이상의 이산화탄소와 향후 80년 동안 지구 온도가 화씨 2도에서 9.5도까지 상승할 것으로 예상되는 상황에서 화석 연료에서 재생 에너지로의 전환은 중요한 관심의 대상입니다

. 그 전환을 하려면 인류는 에너지를 저장하는 완전히 새로운 방법이 필요합니다.

파워볼사이트 현재 표준인 리튬 이온(Li-ion) 배터리는 가연성 전해질에 의존하며 용량이 급격히 감소하기 전에 약 1000번만 재충전할 수 있습니다. 다른 잠재적인 후계자들에게는 고유한 문제가 있습니다.

예를 들어 리튬 금속(Li-metal) 배터리는 전자가 리튬 금속 배터리의 양극과 음극 사이를 오갈 때마다 발생하는 덴드라이트라고 하는 긴 바늘 모양의 변형으로 인해 수명이 짧습니다.

파워볼 추천 시카고 대학의 Pritzker 분자 공학 학교(PME)의 Neubauer Family 분자 공학 조교수인 Chibueze Amanchukwu는 이러한 가시적인 화학이 하나의 결함이 있고 종종 간과되는 프로세스인 현대 전해질 설계로 요약됩니다.

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Amanchukwu는 “특히 전해질을 사용한 배터리 설계에 대한 현재 접근 방식은 다음과 같이 작동합니다. 새로운 속성을 원하고,

새로운 분자를 찾고, 함께 혼합하고 작동하기를 바랍니다.”라고 말했습니다.

“그러나 배터리 화학은 항상 변하기 때문에 가능한 백만 가지 옵션 중에서 어떤 새로운 화합물을 사용해야 하는지 예측하는 것은 악몽이 됩니다.

우리는 전해질 디자인의 어두운 예술의 신비를 풀고 싶습니다.”

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전해질은 배터리 내부의 세 번째 주요 구성 요소로, 이온이 양극에서 음극으로 이동할 수 있도록 하는 특수 물질, 종종 액체입니다.

그러나 기능을 하려면 전해질이 적절한 이온 전도도 및 산화 안정성과 같은 매우 특정한 속성의 긴 목록을 나타내야 하며,

이러한 요구 사항은 수백만 가지의 잠재적인 화학 조합으로 인해 더욱 어려워집니다.

Amanchukwu와 그의 팀은 모든 연구원이 필요에 맞는 다기능 전해질을 설계, 합성 및 특성화할 수 있도록 가능한 많은 전해질 구성요소의 목록을 작성하기를 원합니다.

그들은 이 접근 방식을 인기 있는 건설 장난감에 비유합니다.

Amanchukwu는 “레고의 아름다운 점과 우리가 복제할 측면은 개별 조각으로 다양한 구조를 만들 수 있다는 것입니다.”라고 말했습니다.

“같은 100개의 레고 조각을 사용하여 여러 구조물을 만들 수 있습니다. 각 조각이 어떻게 서로 잘 맞는지 알고 있기 때문입니다.

우리는 전해질로 그렇게 하고 싶습니다.”

Amanchukwu는 전해질 빌딩 블록을 만들기 위해 먼저 아카이브로 눈을 돌립니다. 과학자들은 100년 이상 전해질을 연구해 왔으며,

그 데이터는 누구든지 그것을 조사하고자 하는 사람이 이용할 수 있습니다.more news

Amanchukwu와 그의 팀은 일종의 기계 학습 프로그램인 “자연어 처리”를 사용하여 과학 문헌에서 데이터를 수집합니다.

몇 가지 유망한 화합물이 발견되면 연구자들은 MRI의 사촌인 핵자기공명(NMR)과 같은 도구를 사용하여 합성하고 테스트하여 그 특성을 더 잘 이해하고 더욱 정교하게 다듬습니다.