스탠포드에서 배터리 기술 연구

배터리 기술이 발전함에 따라 유망한 혁신의 질과 양이 스탠포드 연구원들을 흥분시키고 바쁘게 만들고 있습니다.

휴대폰을 충전하든 TV 리모컨에 전원을 공급하든 대부분의 사람들은 배터리에 대해 잘 알고 있습니다. 그러나 배터리 과학을 더 깊이 파고들면 놀라운 아이디어와 혁신이 풍부하게 드러납니다. 수십 년 동안 친숙한 기술이었지만, 배터리는 미래의 중요한 기술이 될 것입니다.

모든 배터리 내부에는 전기 에너지로 변환될 가능성이 있는 화학 에너지를 저장하는 전기화학 전지가 있습니다. 대부분의 배터리에는 양으로 충전된 쪽(양극)과 음으로 충전된 쪽(음극)이 있습니다. 전자가 회로를 통해 양극에서 음극으로 흐를 때 배터리는 전구와 같이 시스템에 추가된 다른 전기 요소에 전력을 공급할 수 있습니다. 이 간단한 구조는 다양한 분야에 걸쳐 조사하고 미세 조정할 수 있는 기회를 열어주며 스탠포드 대학 연구자들이 바로 그 일을 하고 있습니다.

배터리 성능 저하의 미스터리를 풀고, 배터리 생산 및 폐기에 따른 실제 환경 피해를 밝히고, 차세대 배터리의 성능을 개선하기 위해 노력하는 배터리 연구자들은 그들의 발전이 세상과 우리의 일상 생활을 변화시킬 수 있기를 바라고 있습니다. 더 나은.

자주 충전해야 하는 오래된 컴퓨터나 스마트폰을 가지고 계셨나요? 이는 장치의 배터리 성능 저하와 관련이 있을 수 있습니다. 많은 것들과 마찬가지로 배터리도 노화되고 에너지 용량을 잃습니다.

배터리 연구의 주요 초점이자 스탠포드 연구자들의 초석은 배터리가 실패하는 이유에 대한 더 나은 이해를 바탕으로 현재 배터리를 개선하는 것입니다. 충전식 배터리의 성능 저하나 전극의 노화 방식 식별 등 이 분야에서 가장 눈에 띄는 장애물 중 일부는 주목할만한 성능 향상으로 이어질 수 있습니다.

그들이 배운 내용은 제조업체가 스마트폰과 자동차용으로 더욱 안정적이고 오래 지속되는 배터리를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다.

배터리 개발을 가속화하고 제조를 개선할 수 있는 발전을 통해 과학자들은 리튬 이온 배터리의 유효 수명을 정확하게 예측하는 방법을 발견했습니다.

새로운 연구는 배터리 음극에 더 많은 리튬을 채우는 유망한 접근 방식이 실패로 이어지는 이유에 대한 최초의 완전한 그림을 제공합니다. 이에 대한 더 나은 이해는 더 작은 휴대폰 배터리와 한 번 충전으로 더 멀리 주행하는 전기 자동차의 열쇠가 될 수 있습니다.

새로운 모델은 기존 도구보다 훨씬 더 정확하게 배터리 내부 시스템의 상태를 실시간으로 예측할 수 있는 방법을 제공합니다. 전기 자동차에서 이 기술은 주행 거리 추정을 개선하고 배터리 수명을 연장할 수 있습니다.

과학자들은 장치가 꺼진 경우에도 이러한 차세대 배터리의 충전량이 감소하고 결국 에너지 저장 용량의 일부가 손실되는 과정을 문서화했습니다.

충전용 배터리를 영하의 온도에 보관하면 배터리 음극이 깨져서 배터리의 다른 부분과 분리될 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다.

전례 없이 자세하게 프로세스를 측정하면 문제를 최소화하고 배터리 성능을 보호하는 방법에 대한 단서를 얻을 수 있습니다.

고체 전해질 간기(SEI)의 Cryo-EM 스냅샷은 자연스러운 부풀어오름 상태를 보여주며 리튬 금속 배터리 설계에 대한 새로운 접근 방식을 제공합니다.

벌레처럼 비활성 리튬 섬이 전극과 다시 연결되어 배터리 용량과 수명을 복원합니다.

스탠포드 연구원들은 인공 지능을 사용하여 원자 규모 이미지의 방대한 양의 데이터를 분석하여 리튬 이온 화학과 경쟁하는 새로운 유형의 충전식 배터리에 대한 오랜 질문에 답했습니다.

배터리 전극이 얼마나 빨리 붕괴되는지는 처음에는 배터리에 있는 개별 입자의 특성에 따라 달라집니다. 나중에는 입자 네트워크가 더 중요해집니다.

크든 작든 배터리는 사람과 자연에 심각한 결과를 초래할 수 있습니다. 원자재 채굴부터 제조, 폐기 및 재활용에 이르기까지 배터리가 환경에 미치는 영향을 줄이기 위해 해야 할 일이 많이 있습니다.