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엑스레이로 밝혀진 배터리 문제

03.08.2012

X선 현미경의 도움으로 스탠포드 대학의 과학자들은 처음으로 리튬-황 배터리가 지속적으로 고장나는 이유를 이해할 수 있었습니다. 문제는 화학 반응의 부적절하게 조직 된 과정에 있다는 것이 밝혀졌습니다.

대부분의 최신 전기 자동차는 리튬 이온 배터리를 사용합니다. 이는 매우 비싸며 전체 자동차 비용의 절반을 차지합니다. 비싸고 용량이 많지 않은 리튬 이온 전원에 대한 가장 유망한 대체품 중 하나는 리튬-황 배터리입니다. 비용이 적게 들 뿐만 아니라 5배 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다. 그러나 새 배터리를 사용한 모든 실험은 실망스럽게 끝납니다. 수십 번의 충전/방전 주기 후에는 작동을 멈춥니다. 당연히 이것은 매우 적습니다. 자동차 배터리는 10-20년의 서비스 수명을 가져야 합니다. 수천 번의 충전/방전 주기를 견뎌야 합니다.

리튬-황 배터리는 리튬 양극과 황-탄소 음극의 두 전극으로 구성됩니다. 여러 연구자들은 배터리의 짧은 수명 주기가 음극의 황을 분해하는 화학 반응 때문이라고 결론지었습니다. 그러나 새로운 연구는 이전 실험의 결과를 반증했습니다. 강력한 X선 소스의 도움으로 처음으로 작동 과정에서 배터리의 가장 작은 세부 사항을 직접 캡처할 수 있었습니다. 그 결과 캐소드 내부의 황 입자는 분해되지 않는 것으로 나타났다.

문제는 배터리가 방전되었을 때 리튬 이온과 황이 반응하는 과정에 있었습니다. 이 화학 반응의 부산물은 리튬 폴리설파이드로 알려진 화합물입니다. 그들은 전해질로 스며들어 리튬과 강한 결합을 형성합니다. 결과적으로 활성 매체가 파괴되고 배터리가 작동을 멈춥니다.

다행히 배터리의 유황이 매우 약하게 파괴되어 오작동의 원인이 아닌 것으로 나타났습니다. 반면에 소량의 리튬 폴리설파이드로도 배터리가 고장나기 시작하기에 충분합니다. 그러나 과학자들에 따르면 이러한 문제는 다황화물이 전해질로 누출되는 것을 방지함으로써 해결할 수 있습니다.

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미니 에어컨 소니 레온 포켓 5 09.05.2024

여름은 휴식과 여행을 위한 시간이지만 종종 더위가 이 시간을 참을 수 없는 고통으로 만들 수 있습니다. 사용자에게 더욱 편안한 여름을 선사할 소니의 신제품 Reon Pocket 5 미니 에어컨을 만나보세요. 소니는 더운 날 몸을 식혀주는 독특한 장치인 Reon Pocket 5 미니 컨디셔너를 출시했습니다. 목에 걸기만 하면 언제 어디서나 시원함을 느낄 수 있다. 이 미니 에어컨에는 작동 모드 자동 조정 기능과 온도 및 습도 센서가 장착되어 있습니다. 혁신적인 기술 덕분에 Reon Pocket 5는 사용자의 활동과 환경 조건에 따라 작동을 조정합니다. 사용자는 블루투스로 연결된 전용 모바일 앱을 이용해 쉽게 온도를 조절할 수 있다. 또한 미니에어컨을 부착할 수 있는 특별 디자인의 티셔츠와 반바지도 준비되어 있어 더욱 편리합니다. 장치는 오 ...>>

우주선을 위한 우주 에너지 08.05.2024

새로운 기술의 출현과 우주 프로그램 개발로 인해 우주에서 태양 에너지를 생산하는 것이 점점 더 실현 가능해지고 있습니다. 스타트업 Virtus Solis의 대표는 SpaceX의 Starship을 사용하여 지구에 전력을 공급할 수 있는 궤도 발전소를 만들겠다는 비전을 공유했습니다. 스타트업 Virtus Solis는 SpaceX의 Starship을 사용하여 궤도 발전소를 건설하는 야심찬 프로젝트를 공개했습니다. 이 아이디어는 태양 에너지 생산 분야를 크게 변화시켜 더 쉽게 접근할 수 있고 더 저렴하게 만들 수 있습니다. 스타트업 계획의 핵심은 스타십을 이용해 위성을 우주로 발사하는 데 드는 비용을 줄이는 것이다. 이러한 기술적 혁신은 우주에서의 태양 에너지 생산을 기존 에너지원에 비해 더욱 경쟁력 있게 만들 것으로 예상됩니다. Virtual Solis는 Starship을 사용하여 필요한 장비를 제공하여 궤도에 대형 태양광 패널을 구축할 계획입니다. 그러나 주요 과제 중 하나는 ...>>

강력한 배터리를 만드는 새로운 방법 08.05.2024

기술이 발전하고 전자제품의 사용이 확대됨에 따라 효율적이고 안전한 에너지원을 만드는 문제가 점점 더 시급해지고 있습니다. 퀸즈랜드 대학의 연구원들은 에너지 산업의 지형을 바꿀 수 있는 고출력 아연 기반 배터리를 만드는 새로운 접근 방식을 공개했습니다. 기존 수성 충전 배터리의 주요 문제점 중 하나는 전압이 낮아 현대 장치에서의 사용이 제한되었다는 것입니다. 그러나 과학자들이 개발한 새로운 방법 덕분에 이러한 단점은 성공적으로 극복되었습니다. 연구의 일환으로 과학자들은 특수 유기 화합물인 카테콜에 눈을 돌렸습니다. 배터리 안정성을 높이고 효율을 높일 수 있는 중요한 부품임이 밝혀졌습니다. 이러한 접근 방식으로 인해 아연 이온 배터리의 전압이 크게 증가하여 경쟁력이 향상되었습니다. 과학자들에 따르면 이러한 배터리에는 몇 가지 장점이 있습니다. 그들은 b를 가지고 있다 ...>>

따뜻한 맥주의 알코올 함량 07.05.2024

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짝짓기를 피하기 위해 암컷 개구리는 죽은 척한다 16.10.2023

과학자들은 암컷 유럽 일반 개구리가 원치 않는 짝짓기를 피하기 위해 자신의 죽음을 속이는 놀라운 전략을 포함하여 여러 가지 방법을 개발했다는 사실을 발견했습니다.

암컷 유럽개구리(Rana temporaria)는 여러 수컷이 동시에 짝짓기를 시도할 때 죽은 것처럼 보이는 흉내 전략을 나타냅니다. 이 동작은 실험실 조건에서 관찰되고 기록되었습니다.

이 종의 개구리는 활발한 번식으로 알려져 있으며, 수역 근처에 큰 무리를 지어 모입니다. 일반적으로 수컷의 수가 암컷의 수를 초과하므로, 결과적으로 여러 수컷이 암컷 한 명과 교미할 권리를 두고 경쟁하게 됩니다. 때때로 그러한 시도는 여성의 죽음으로 이어질 수 있습니다.

그러나 암컷은 원치 않는 짝짓기를 방지하기 위해 다양한 전략을 발전시켜 왔습니다. 이러한 전략은 수컷의 수가 너무 많을 때, 암컷이 특정 수컷과 교미하는 데 관심이 없거나 애초에 짝짓기할 준비가 되지 않았을 때 활성화됩니다.

연구자들은 실험실 조건에서 개구리를 수집하여 실험을 수행했습니다. 각 쌍(수컷 83마리, 암컷 XNUMX마리)에는 두 개의 별도 물탱크가 있었습니다. 기록된 결과에 따르면 여성의 XNUMX%가 보호 행동을 보였습니다.

또한 과학자들은 여성의 48%가 투덜거림이나 삐걱거리는 소리를 연상시키는 다양한 소리 신호를 보낸다는 사실을 발견했습니다. 연구자들에 따르면, 이 소리는 경쟁자들을 겁주기 위해 수컷 개구리가 내는 소리를 모방한 것입니다.

암컷 중 XNUMX분의 XNUMX은 수컷이 공격한 후 약 XNUMX분 동안 팔다리를 뻗은 채 움직이지 않는 자세를 취했습니다.

전문가들은 죽음을 가장하는 것이 전략적인 행동일 수 있다고 생각하지만, 그것이 의식적인 행동이라고 말할 수는 없습니다. 이는 효과적으로 자기 보호 역할을 하는 스트레스에 대한 자동 반응일 가능성이 높습니다.

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