지구 온난화를 늦추기 위한 투쟁은 대부분 이산화탄소를 방출하고 온실 효과에 기여하는 화석 연료를 태우는 것에서 인간을 멀리하는 데 초점을 맞췄습니다. CO2를 캡처하는 방법을 찾기 위한 많은 노력도 있었습니다. 해를 끼치지 않는 곳에 두십시오. 물론 완벽한 솔루션은 두 가지를 동시에 수행하는 것입니다. CO2를 취할 수 있다면 어떨까요? 대기 그리고 더 깨끗한 에너지원을 사용하여 화석 연료를 태울 필요성을 줄이시겠습니까?
Vanderbilt 대학과 George Washington 대학의 과학자들은 바로 그 방법을 찾았을 것입니다. 오늘 American Chemical Society 저널 ACS Central Science에 발표된 논문에서 그들은 대기 CO2에서 탄소를 추출하는 과정을 설명합니다. , 탄소 나노튜브를 만드는 데 사용합니다. 그런 다음 나노튜브는 전기 자동차용 리튬 이온 배터리의 흑연 전극을 대체하는 데 사용됩니다.
이론적으로 우리는 탄소 중립이 아니라 탄소 배출을 억제하고 전력을 저장하고 과거의 환경 피해에 대응하는 전기 자동차를 만들 수 있습니다.
과학자 중 한 명인 GWU 화학 교수인 Stuart Licht는 이메일을 통해 "더 나은 성능, 예상되는 저렴한 비용, 온실 가스 제거 기능을 고려할 때 탄소 나노튜브 배터리 장착 자동차가 표준이 될 가능성이 높습니다."라고 말했습니다. /P>
개발을 발표하는 보도 자료에서 Vanderbilt 기계 공학 조교수 Cary Pint는 "모든 새로운 전기 자동차 또는 그리드 규모의 배터리 설치가 과거의 환경적 죄악을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 우리 아이들을 위해 지속 가능한 미래를 향한 한 걸음을 제공합니다."
어떻게 작동합니까?
새로운 배터리 제조 방법은 Licht와 그의 GWU 동료가 개발한 프로세스를 사용하여 탄소를 포획하고 이를 탄소 나노섬유를 만드는 데 사용합니다. 그 과정에는 집중된 태양 에너지를 사용하여 화씨 1,380도(섭씨 749도)에 달하는 용융된 화학 물질 욕조를 만드는 작업이 포함됩니다. 전지에 공기를 가하면 이산화탄소가 니켈과 강철 전극의 열과 직류를 받으면 용해됩니다.
가스가 분해되면서 탄소 분자가 전극에 달라붙어 나노섬유로 축적됩니다. Licht와 그의 팀은 2015년에 그들의 작업을 출판한 후 잠재적인 게임 체인저가 될 것이라고 약속했습니다. 기존 방식보다 저렴하게 탄소나노섬유를 만드는 방법을 제시했을 뿐만 아니라 대기에서 엄청난 양의 이산화탄소를 추출할 수 있는 방법도 제시했다.
작년에 개발이 발표되었을 때 Licht는 HowStuffWorks에 거대한 C02 -to-nanofiber는 호주 아웃백, 사하라 사막 및 모하비 사막과 같이 인구 밀도가 낮은 지역에 도시 크기의 식물을 심습니다.
초강력 및 가벼움 때문에 탄소 나노 섬유는 마천루 거더에서 항공기 동체에 이르기까지 모든 분야의 미래 재료로 선전되었습니다. 그러나 이러한 섬유로 만든 탄소 나노튜브는 배터리를 만드는 데에도 매우 적합합니다. 그 이유는 표면적이 넓기 때문에 다른 형태의 탄소보다 더 많은 전하를 저장할 수 있기 때문입니다. 2010년에 Massachusetts Institute of Technology의 연구원들은 기존 리튬 이온 배터리보다 용량은 3분의 1이고 출력은 10배 더 큰 탄소 나노튜브로 실험적인 배터리를 만들었습니다.
GW와 Vanderbilt 연구원은 탄소 나노튜브 전극이 있는 리튬 이온 배터리도 기존 리튬 이온 배터리보다 약간 더 나은 성능을 보이며 배터리가 빠르게 충전될 때 부스트가 증폭된다고 보고했습니다.
다른 유형의 저장 장치인 나트륨 이온 배터리에서 흑연 전극을 대체하기 위해 나노튜브를 사용했을 때 성능이 약 3.5배 향상되었습니다. 탄소나노튜브를 탑재한 두 배터리 모두 10주간의 연속 충방전을 피로감 없이 성공적으로 견뎠다.
발전을 위한 실제 적용
Licht에 따르면 탄소 나노튜브가 포함된 배터리를 자동차에 장착하면 "오늘날의 산업 및 운송 화석 연료 공정에 온실 가스 배출이 없는 대안을 제공할 것"이라고 합니다.
시에라 클럽의 전기 자동차 이니셔티브(Electric Vehicle Initiative)의 이사인 지나 코플론-뉴필드(Gina Coplon-Newfield)는 아직 Vanderbilt-GWU 혁신의 세부 사항을 보지는 못했지만 "정말 흥미롭게 들립니다."라고 말했습니다. Coplon-Newfield는 "일반적으로 우리는 오늘날 배터리 기술에서 일어나는 일에 매우 고무되어 있습니다."라고 말합니다. "기술 발전과 비용 절감 측면에서 모두 그렇습니다."
배터리를 만들기 위해 대기 중 이산화탄소를 사용하는 프로세스는 전기 자동차에만 사용될 필요는 없습니다. 또한 전자 장치용 리튬 이온 배터리를 만드는 데 사용할 수도 있고 태양 전지판과 풍력 터빈에서 생성된 전기를 저장하는 데 사용할 수 있는 훨씬 더 큰 배터리에도 사용할 수 있습니다.
이러한 종류의 저장 장치를 보유하는 것은 거대한 석탄 연소 발전소에 의존하는 대신 더 작고 분산된 전기 소스에 의존하는 미래의 "스마트" 전기 그리드를 개발하는 데 중요합니다.
흥미롭네요배터리를 에너지 저장 장치로 사용한 것은 수천 년은 아니더라도 수백 년 전으로 거슬러 올라갑니다.
