MIT 팀은 시멘트와 카본 블랙을 사용하여 배터리 대체품을 만듭니다.

Mar 19, 2024

작성자: Vish Gain

6 일 전

이미지: MIT

시멘트, 카본 블랙 및 물의 혼합물은 배터리의 미래가 될 수 있는 장치를 만들고 그리드를 안정적으로 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

미국의 과학자들이 저렴하고 확장 가능한 방식으로 대량의 재생 에너지를 저장할 수 있는 새로운 장치를 만들었습니다.

시멘트, 물, 카본 블랙(숯 가루와 유사한 물질) 등 풍부하게 사용 가능한 재료로 만들어진 소위 슈퍼커패시터 장치는 다양한 응용 분야에서 많은 양의 전기를 저장할 수 있는 배터리의 대안입니다.

여기에는 기초에 대한 추가 비용이나 집의 구조적 무결성에 대한 약점 없이 하루 종일 에너지를 저장할 수 있는 집의 콘크리트 기초에 장치를 통합하는 것이 포함됩니다.

이 장치를 개발한 MIT(매사추세츠 공과대학) 연구원들은 또한 슈퍼커패시터가 언젠가는 전기 자동차가 주행할 때 비접촉 충전을 제공할 수 있는 콘크리트 도로 형태로 사용될 수 있다고 말했습니다.

시멘트, 카본 블랙 및 물은 오늘날 우리 세계에서 가장 흔한 물질 중 일부입니다. 이 팀이 개발한 슈퍼커패시터의 핵심은 전도성을 높이는 내부 표면적이 매우 높은 시멘트 기반 재료를 생산하는 방법입니다.

전도성이 높은 카본 블랙과 혼합된 시멘트인 이 재료는 물과 혼합되어 경화됩니다. 과학자들은 물이 시멘트와 반응하면서 구조물 내에서 자연적으로 분기형 개구부 네트워크를 형성하고 탄소가 이러한 공간으로 이동하여 경화된 시멘트 내에서 와이어 같은 구조물을 만든다고 말했습니다.

이는 상대적으로 작은 부피의 범위 내에서 매우 큰 표면적을 허용하기 위해 가지가 돋아나는 프랙탈과 같은 구조를 허용합니다. 그런 다음 재료는 하전 입자를 제공하는 염화칼륨과 같은 전해질 재료에 담가집니다.

MIT 교수 Admir는 "세계에서 가장 많이 사용되는 인공 재료인 시멘트가 카본 블랙과 결합되어 잘 알려진 역사적 재료이기 때문에 이 재료는 매우 매력적입니다. 사해 두루마리는 이 재료로 작성되었습니다"라고 말했습니다. 논문을 공동 집필한 Masic.

"특정 방식으로 결합하면 전도성 나노복합체를 얻을 수 있는 적어도 2000년 된 재료가 있는데, 이때 상황이 정말 흥미로워집니다."

그러나 재료의 저장 용량과 구조적 강도 사이에는 상충 관계가 있습니다. 카본 블랙을 더 추가하면 슈퍼커패시터의 용량이 증가하지만 콘크리트의 강도도 감소합니다. 팀은 약 10pc의 카본 블랙에서 "최적의 지점"을 발견했습니다.

이 연구는 어제(7월 31일) PNAS 저널에 게재되었습니다. Masic 외에도 이 논문은 MIT 교수 Franz-Josef Ulm과 Yang Shao-Horn, 그리고 MIT와 Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering의 다른 4명이 공동 집필했습니다.

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관련 항목: 연구, 에너지 저장, MIT, 연구원, 전기, 미국, 에너지

Vish Gain은 Silicon Republic의 저널리스트입니다.

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