새로운 저렴한 태양 전지가 오줌 성분으로 만들어졌습니다
태양 전지 패널에 나비. 사진 크레디트 : 탁버 (참조 번호 2.0)

비료와 포유류의 소변에서 흔히 볼 수있는 우레아로 만든 배터리는 태양 광 발전이나 다른 형태의 재생 가능 에너지로 만든 에너지를 비싸지 않은 시간에 소비하기 위해 저비용으로 저장할 수 있습니다.

배터리는 불연성이며 풍부한 알루미늄과 흑연으로 만들어진 전극을 포함합니다. 전해질의 주성분 인 우레아는 이미 식물 비료 톤에 의해 산업적으로 생산됩니다.

"근본적으로, 당신이 가지고있는 것은 당신이 지구상에서 찾을 수있는 가장 값 싸고 가장 풍부한 물질로 만들어진 배터리입니다. 그리고 그것은 실제로 좋은 성능을 가지고 있습니다 "라고 스탠포드 대학 (Standford University)의 화학 교수 인 홍지 다이 (Hongjie Dai)는 말한다. "누가 흑연, 알루미늄, 우레아를 취할 수 있다고 생각 했을까? 그리고 오랜 시간 동안 순환 할 수있는 배터리를 실제로 만들 수 있을까?"

2015에서는 Dai의 실험실이 최초로 충전식 알루미늄 배터리를 제조했습니다. 이 시스템은 1 분 이내에 충전되었으며 수천 번의 충전 - 방전 사이클을 지속했습니다. 이 실험실은 대만의 ITRI (Industrial Technology Research Institute)와 협력하여이 오래된 버전의 모터 바이크에 전력을 공급하는 데 큰 단점이있었습니다.

가장 최신 버전은 요소 기반의 전해질을 포함하고 있으며 100 모델에 비해 2015 모델에 비해 더 효율적이며 45 분의 충전 시간을 자랑합니다. 우레아가 배터리로 사용 된 것은 이번이 처음입니다.

두 배터리의 비용 차이는 "밤낮과 같다"고 Dai는 말합니다. 결과는 과학 국립 아카데미의 절차.


내면의 구독 그래픽


화석 연료에서 파생 된 에너지와는 달리, 태양 에너지는 태양이 비치는 경우에만 필수적으로 활용할 수 있습니다. 태양 전지 패널은 일광 시간 동안 전기 그리드에 에너지를 공급합니다. 그 에너지가 즉시 소비되지 않으면 열로 손실됩니다.

재생 가능한 기술에 대한 수요가 증가함에 따라 야간에 방출 할 에너지를 저장하기 위해 저렴하고 효율적인 배터리가 필요합니다. 오늘날의 배터리는 리튬 이온 또는 납 축전지와 같이 값이 비싸며 수명이 제한되어 있습니다.

새로운 배터리는 그리드의 저장 문제에 대한 해결책을 제공 할 수 있다고 박사 후보 인 Michael Angell은 말합니다. "싸다. 그것은 효율적입니다. 그리드 스토리지가 주요 목표입니다. "

그리드 스토리지는 배터리의 저비용, 고효율 및 긴 사이클 수명 때문에 가장 현실적인 목표이기도합니다. 쿨롱 효율 (Coulombic efficiency)이라고하는 효율의 한 종류는 충전하는 동안 차지하는 단위당 배터리가 얼마나 많이 소모되는지를 측정 한 것입니다. 이 배터리의 쿨롱 효율은 99.7 퍼센트입니다.

비록 소형 전자 장치 및 기타 장치에서 흔히 볼 수있는 효율적인 리튬 이온 배터리가 가연성 일 수 있습니다. 대조적으로 요소 배터리는 인화성이 있으므로 위험성이 적습니다.

"집에있는 백업 배터리가 화재를 일으킬 가능성이 거의없는 우레아로 만들어져 있다면 안전하다고 느낄 것입니다.

그리드 스토리지의 요구 사항을 충족시키기 위해 상용 배터리는 최소 10 년 이상 지속되어야합니다. 배터리 내부의 화학 공정을 조사함으로써 Angell은 수명을 연장하기를 희망합니다.

전망은 유망하다. 실험실에서 이러한 요소 기반 알루미늄 이온 배터리는 1,500 충전 시간 (45 분 충전 시간)으로 진행할 수 있습니다.

"이 배터리로 꿈은 모든 건물과 모든 가정에 태양 에너지를 저장하는 것입니다. "어쩌면 그것은 일상 생활을 바꿀 것입니다. 우리는 모른다. "

배터리의 특허는 Dai가 설립 한 AB Systems에 라이센스되었습니다. 상용 버전이 현재 개발 중입니다.

기사 출처

재키 플린 Stanford University

미국 에너지 부, 글로벌 네트워킹 재능 3.0 계획, 대만 교육부, 타이 산 학자 프로젝트가이 작업에 자금을 지원했습니다.

관련 서적

at 이너셀프 마켓과 아마존