에너지 저장 솔루션에 대한 전 세계적 수요가 증가함에 따라 안전 문제 및 높은 비용과 같은 현재 리튬 이온 배터리의 한계로 인해 대체 기술의 탐색이 촉진되었습니다.AZIB(수성 아연 이온 배터리)는 고유한 안전성, 비용 효율성 및 환경 지속 가능성으로 인해 유망한 후보로 부상했습니다.그러나 아연 수지상 결정 성장과 같은 문제로 인해 널리 채택되는 것이 계속해서 방해를 받고 있습니다.이러한 과제로 인해 AZIB 성능을 향상시키기 위한 혁신적인 솔루션을 더욱 심층적으로 탐구해야 할 필요성이 절실히 필요합니다.

그만큼공부하다칭화대학교와 시드니공과대학교 연구진이 실시한 연구 결과가 다음과 같이 발표되었습니다.에너지 소재 및 장치.다공성 엔지니어링의 최근 발전에 대한 포괄적인 검토를 제공합니다.아연AZIB용 금속 양극.

연구의 초점은 다공성 양극의 구조적 질서와 배터리 성능 향상에 있어 중요한 역할에 있습니다.이 검토는 전통적인 평면 아연 양극의 한계를 극복하는 데 있어 다공성 아연 양극의 잠재력을 강조합니다.

이 연구는 전통적인 평면 아연 양극에 비해 다공성 아연 양극의 중요한 이점을 강조합니다.그만큼다공성 구조핵 에너지 장벽을 줄이고 국부적인 전하 축적을 완화하는 수많은 핵 생성 사이트를 제공합니다.결과적으로 수상돌기 성장을 억제하여 배터리 수명을 연장합니다.

이 연구는 또한 안정적인 아연 증착 및 박리에 중요한 균일한 전기장 분포와 균질한 이온 흐름을 촉진하는 3차원 다공성 구조의 역할을 강조합니다.

또한 이러한 양극의 상당한 내부 부피는 부피 변화와 증착 스트레스를 수용하여 배터리 성능을 더욱 향상시킵니다.이 리뷰에서는 에칭을 포함하여 다공성 아연 양극에 대한 다양한 제조 기술을 제시합니다.자기 조립, 레이저 리소그래피, 전기 화학적 방법 및 3D 프린팅.연구원들은 또한 그리드 규모 에너지 저장 애플리케이션을 위한 AZIB의 실제 구현을 촉진하기 위해 다공성 아연 양극 설계에 대한 전략적 통찰력을 제공합니다.

선임 연구원 중 한 명인 Dong Zhou 교수는 "다공성 아연 양극의 개발은 아연 이온 배터리 발전에 있어서 중요한 진전을 의미합니다. 우리는 수상돌기 성장 문제를 해결함으로써 AZIB를 상업적으로 만드는 데 한 걸음 더 다가가고 있습니다.우리의 연구는 현재의 발전에 대한 포괄적인 이해를 제공할 뿐만 아니라 미래 연구 방향에 대한 전략적 통찰력도 제공합니다."

다공성 아연 양극의 혁신적인 설계는 에너지 저장 분야에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.AZIB의 성능과 안전성을 향상함으로써 이러한 양극은 재생 에너지원을 그리드에 통합하는 데 중요한 대규모의 지속 가능한 에너지 저장 시스템의 개발을 가능하게 할 수 있습니다.

또한, 다공성 아연 양극의 발전은 전기 자동차에서 휴대용 전자 장치에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 사용되는 보다 안전하고 비용 효율적인 배터리 개발로 이어질 수 있으며, 이를 통해 전 세계가 더욱 청정한 환경으로 전환하는 데 기여할 수 있습니다.에너지솔루션.

추가 정보:Yichen Ding 외, 수성 아연 이온 배터리용 다공성 아연 금속 양극: 발전 및 전망,에너지 소재 및 장치(2024).DOI: 10.26599/EMD.2024.9370040

제공자:칭화대학교 출판부