리튬 에어 배터리: 전기 여객기의 길을 닦다

By Fouad Sabry

리튬 공기 배터리란?

리튬 공기 배터리라고도 하는 리튬 공기 배터리는 일종의 금속 공기 전기화학 전지 또는 배터리 화학입니다. 양극에서는 리튬이 산화되고 음극에서는 산소가 환원되어 전류 흐름을 유도하여 작동합니다.

이점

(I) 다음 주제에 대한 통찰 및 검증:

1장: 리튬 공기 배터리

2장: 전극

3장: 리튬 이온 배터리

4장: 공기 아연 배터리

5장: 나노 배터리

6장: 리튬 이온 커패시터

7장: 리튬황 배터리

8장: 박막 리튬이온 배터리

9장: 전고체 배터리

10장: 리튬이온용 나노아키텍처 배터리

11장: 금속-공기 전기화학 셀

12장: 칼륨 이온 배터리

13장: 분리막(전기)

14장: 나트륨 이온 배터리

15장: Peter Bruce

16장: 알루미늄 이온 배터리

17장: 리튬 이온 배터리 연구

18장: 마그네슘 배터리

19장: 유리 배터리

20장: C 알루미늄 배터리

21장: 리튬 이온 배터리의 역사

(II) 리튬 공기 배터리에 대한 대중의 주요 질문에 답하기

(III) 실제 다양한 분야에서 리튬 공기 전지를 사용하는 세계적 사례.

(IV) 리튬 공기 전지 기술에 대한 360도 완전한 이해를 위해 각 산업에서 266개의 새로운 기술을 간략하게 설명하는 17개의 부록.

이 책의 대상

전문가, 학부생 및 대학원생, 열성 팬, 애호가 및 기본 지식이나 정보를 넘어서고자 하는 사람 일종의 리튬 에어 배터리입니다.

• Language: 한국어
• Publisher: 10 억 지식이 걸립니다 [Korean]
• Release date: Dec 14, 2022

Book preview

저작권

리튬 에어 배터리 저작권 © 2022 푸아드 사브리. 모든 권리 보유.

모든 권리 보유. 이 책의 어떤 부분도 저자의 서면 허가 없이 정보 저장 및 검색 시스템을 포함한 전자적 또는 기계적 수단으로 어떤 형태나 형태로도 복제할 수 없습니다. 유일한 예외는 리뷰에서 짧은 발췌문을 인용 할 수있는 리뷰어에 의한 것입니다.

표지는 푸아드 사브리가 디자인했습니다.

이 책은 픽션 작품입니다. 이름, 인물, 장소 및 사건은 저자의 상상력의 산물이거나 허구로 사용됩니다. 실제 사람, 산 사람이나 죽은 사람, 사건 또는 지역과의 유사성은 전적으로 우연의 일치입니다.

보너스

[e-mail] 로 리튬 공기 배터리: 전기 여객기를 위한 길을 닦다라는 제목으로 이메일을 보내면 이 책의 처음 몇 장이 포함된 이메일을 받게 됩니다.

푸아드 사브리

1BK 웹 사이트 방문

www.1BKOfficial.org

머리말

나는 왜 이 책을 썼을까?

이 책을 쓰는 이야기는 1989 년 중등 학교 학생이었을 때 시작되었습니다.

그것은 현재 많은 선진국에서 이용할 수 있는 STEM(과학, 기술, 공학 및 수학) 학교와 매우 유사합니다.

STEM은 학제 간 및 응용 접근 방식으로 과학, 기술, 공학 및 수학의 네 가지 특정 분야에서 학생들을 교육한다는 아이디어에 기반한 커리큘럼입니다. 이 용어는 일반적으로 학교의 교육 정책 또는 커리큘럼 선택을 다루는 데 사용됩니다. 인력 개발, 국가 안보 문제 및 이민 정책에 영향을 미칩니다.

도서관에는 매주 수업이 있었는데, 각 학생은 자유롭게 책을 선택하고 1 시간 동안 읽을 수 있습니다. 수업의 목적은 학생들이 교육 커리큘럼 이외의 과목을 읽도록 격려하는 것입니다.

도서관에서 선반에있는 책을 보면서 5 부로 총 5,000 페이지의 거대한 책을 발견했습니다. 책 이름은 기술 백과 사전으로, 우리 주변의 모든 것을 설명하고, 반도체에 절대 제로, 그 당시 거의 모든 기술은 다채로운 삽화와 간단한 단어로 설명되었습니다. 나는 백과 사전을 읽기 시작했고, 물론 매주 1 시간 수업에서 그것을 끝낼 수 없었다.

그래서 나는 아버지에게 백과사전을 사도록 설득했습니다. 아버지는 제 인생의 시작에서 모든 기술 도구, 최초의 컴퓨터 및 최초의 기술 백과 사전을 구입했으며 둘 다 저와 제 경력에 큰 영향을 미쳤습니다.

나는 올해 같은 여름 방학에 전체 백과 사전을 마쳤고, 우주가 어떻게 작동하는지, 그리고 그 지식을 일상적인 문제에 적용하는 방법을보기 시작했습니다.

기술에 대한 저의 열정은 30 년 전에 시작되었으며 여전히 여정은 계속되고 있습니다.

이 책은 신흥 기술 백과 사전의 일부로, 독자들에게 내가 고등학교 때와 같은 놀라운 경험을 제공하려는 시도이지만, 20세기 기술 대신 21 세기 신흥 기술, 응용 프로그램 및 산업 솔루션에 더 관심이 있습니다.

신흥 기술 백과 사전은 365 권의 책으로 구성되며 각 책은 하나의 신흥 기술에 초점을 맞출 것입니다. 신흥 기술 목록과 산업별 분류는 책 끝에 있는 출시 예정 부분에서 읽을 수 있습니다.

365 권의 책은 독자들에게 1 년 동안 매일 하나의 신흥 기술에 대한 지식을 높일 수있는 기회를 제공합니다.

소개

이 책은 어떻게 썼습니까?

신흥 기술 백과 사전의 모든 책에서 나는 사람들의 마음에서 직접 즉각적이고 생생한 검색 통찰력을 얻으려고 노력하고 있으며 신흥 기술에 대한 질문에 답하려고 노력하고 있습니다.

매일 30억 건의 Google 검색이 이루어지며 그 중 20%는 이전에 본 적이 없습니다. 그들은 사람들의 생각에 직접적인 라인과 같습니다.

때로는 '용지 걸림을 제거하는 방법'입니다. 다른 경우에는 감히 Google과 공유 할 수있는 끔찍한 두려움과 은밀한 갈망입니다.

리튬 공기 배터리에 대한 콘텐츠 아이디어의 미개척 금광을 발견하기 위해 많은 도구를 사용하여 Google과 같은 검색 엔진의 자동 완성 데이터를 듣고 모든 유용한 문구와 질문을 신속하게 처리하여 사람들이 키워드 주위에 묻습니다 리튬 공기 배터리.

그것은 사람들의 통찰력의 금광이며, 신선하고 매우 유용한 콘텐츠, 제품 및 서비스를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 당신과 같은 친절한 사람들은 정말로 원합니다.

사람 검색은 인간의 정신에 대해 수집 된 가장 중요한 데이터 세트입니다. 따라서이 책은 라이브 제품이며, 당신과 나와 같은 사람들이 묻는 리튬 공기 배터리에 대한 새로운 질문에 대한 점점 더 많은 답변으로 지속적으로 업데이트되며,이 새로운 신흥 기술에 대해 궁금해하고 그것에 대해 더 알고 싶습니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 사람들이 리튬 공기 배터리를 검색하는 방법에 대한 더 깊은 수준의 이해를 얻고, 반드시 내 머리 꼭대기에서 생각하지 않을 질문과 질문을 드러내고, 이러한 질문에 매우 쉽고 소화하기 쉬운 단어로 대답하고, 책을 직접 탐색하는 것입니다.

그래서이 책을 쓸 때 가능한 한 최적화되고 타겟팅되도록했습니다. 이 책의 목적은 사람들이 리튬 공기 배터리에 대한 지식을 더 잘 이해하고 성장하도록 돕는 것입니다. 나는 사람들의 질문에 가능한 한 가깝게 대답하고 더 많은 것을 보여 주려고 노력하고 있습니다.

사람들이 가지고 있는 질문과 문제를 탐구하고 직접 답변하고 책의 내용에 통찰력, 검증 및 창의성(피치 및 제안까지)을 추가하는 환상적이고 아름다운 방법입니다. 이 책은 풍부하고 덜 혼잡하며 때로는 놀라운 연구 요구 영역을 밝혀냅니다. 이 접근법을 사용하여 책을 읽은 후 잠재적 인 독자의 마음에 대한 지식을 증가시킬 것으로 기대된다는 것은 의심의 여지가 없습니다.

나는이 책의 내용을 항상 신선하게 만들기 위해 독특한 접근법을 적용했다. 이 접근 방식은 검색 청취 도구를 사용하여 사람들의 마음을 듣는 것에 달려 있습니다. 이 접근 방식은 다음을 수행하는 데 도움이되었습니다.

독자가 있는 곳에서 정확히 만나면 화음을 울리고 주제에 대한 이해를 높이는 관련 콘텐츠를 만들 수 있습니다.

사람들이 이 새로운 기술에 대해 새로운 방식으로 이야기할 때 업데이트를 받고 시간 경과에 따른 추세를 모니터링할 수 있도록 손가락을 단단히 고정하십시오.

숨겨진 질문의 보물을 발견하려면 콘텐츠의 관련성을 높이고 승리의 우위를 제공하는 예상치 못한 통찰력과 숨겨진 틈새 시장을 발견하기 위해 새로운 기술에 대한 답변이 필요합니다.

이 책을 쓰기 위한 빌딩 블록에는 다음이 포함됩니다.

(1) 나는 독자들이 원하는 내용에 대한 직감과 추측에 시간을 낭비하지 않고 사람들이 필요로하는 것으로 책 내용을 채우고 추측을 바탕으로 끝없는 내용 아이디어에 작별 인사를했다.

(2) 나는 사람들이 읽고 싶어하고 알고 싶어하는 것을 실시간으로 맨 앞줄에 앉히고 검색 데이터를 사용하여 포함 할 주제와 제외 할 주제에 대한 대담한 결정을 내리기 위해 확고한 결정을 내리고 위험을 줄였습니다.

(3) 콘텐츠 제작을 간소화하여 며칠, 심지어 몇 주의 시간을 절약하기 위해 개별 의견을 수동으로 조사할 필요 없이 콘텐츠 아이디어를 식별했습니다.

사람들이 질문에 대답함으로써 직접적인 방법으로 지식을 늘리도록 돕는 것은 멋진 일입니다.

이 책을 쓰는 접근 방식은 검색 엔진에서 독자가 묻는 중요한 질문을 추적하고 추적하기 때문에 독특하다고 생각합니다.

승인을

책을 쓰는 것은 내가 생각했던 것보다 어렵고 내가 상상할 수 있었던 것보다 더 보람이 있습니다. 이 중 어느 것도 권위있는 연구자들이 완료 한 작업 없이는 불가능했을 것이며,이 신흥 기술에 대한 대중의 지식을 높이기위한 그들의 노력을 인정하고 싶습니다.

헌신

깨달은 사람들, 사물을 다르게 보고 세상이 더 나아지기를 바라는 사람들에게 그들은 현상 유지나 기존 국가를 좋아하지 않습니다. 당신은 그들과 너무 많이 동의하지 않을 수 있고, 그들과 더 논쟁 할 수 있지만, 당신은 그들을 무시할 수 없으며, 항상 사물을 바꾸기 때문에 과소 평가할 수 없습니다 ... 그들은 인류를 앞으로 나아가게 하고, 어떤 사람들은 그들을 미친 사람이나 아마추어로 볼 수 있지만, 다른 사람들은 천재와 혁신가를 봅니다.

제사

리튬 공기 배터리 라고도 하는 리튬 공기 배터리는 일종의 금속 공기 전기 화학 전지 또는 배터리 화학입니다. 양극에서 리튬이 산화되고 음극에서 산소가 환원되어 전류의 흐름을 유도하여 작동합니다.

목차

저작권

보너스

머리말

소개

승인을

헌신

제사

목차

1 장 : 리튬 공기 배터리

2장: 전극

3 장 : 리튬 이온 배터리

4 장 : 아연 공기 배터리

제 5 장 : 나노 배터리

6 장 : 리튬 이온 커패시터

7 장 : 리튬 황 배터리

8 장 : 박막 리튬 이온 배터리

9 장 : 솔리드 스테이트 배터리

10장: 리튬 이온 배터리를 위한 나노아키텍처

11 장 : 금속 공기 전기 화학 전지

12 장 : 칼륨 이온 배터리

제 13 장: 다공성

14장: 나트륨이온 배터리

제 15 장: 피터 브루스

16장: 알루미늄 이온 배터리

제 17 장 : 리튬 이온 배터리 연구

18 장 : 마그네슘 배터리

19 장 : 유리 배터리

제 20 장: 칼슘 배터리

21 장 : 리튬 이온 배터리의 역사

후기

저자에 관하여

개봉박두

부록: 각 산업의 신기술

1 장 : 리튬 공기 배터리

Li-air 배터리라고도 하는 리튬-공기 배터리는 일종의 금속-공기 전기화학 전지 또는 배터리 화학입니다. 양극에서 리튬이 산화되고 음극에서 산소가 환원되어 전류의 흐름을 유도하여 작동합니다.

이론적으로, 가능한 최대 비 에너지를 갖는 전기 화학 전지는 리튬과 같은 원소와 대기 산소를 결합하여 생성 될 수있다.

실제로, 물을 포함하지 않는 리튬-공기 배터리의 이론적 비 에너지는 Li 2 O2 생성물로 충전 된 상태에서 산소 질량을 제외하고 ~ 40.1 MJ / kg입니다.

가솔린의 이론적 비 에너지와 비교할 때 이것은 거의 동일합니다.

~ 46.8 MJ / 킬로그램.

실제로, 셀 수준에서 약 6.12MJ / kg의 비 에너지를 가진 리튬-공기 배터리가 표시되었습니다.

이는 상용 제품에 사용되는 리튬 이온 배터리보다 약 5 배 더 큽니다.

60kg의 배터리만으로 한 번 충전으로 약 500km (310 마일) 동안 2,000kg 무게의 전기 자동차에 전력을 공급하기에 충분합니다.

그러나 리튬-공기 배터리가 시장에서 자리를 잡기 전에 이론적 전력과 수명주기 모두에서 큰 개선이 필요합니다.

상용 응용 분야를 개발하기 전에 전해질 기술의 상당한 돌파구가 필요합니다.

1970 년대 배터리 전기 자동차 및 하이브리드 전기 자동차의 잠재적 인 전원으로 처음 제시 된 리튬 공기 배터리는 재료 과학의 발전으로 인해 2000 년대 첫 10 년 말에 과학계의 관심을 되찾았습니다.

리튬-공기 배터리의 개념은 1996 년 이전에 꽤 오랫동안 시작되었지만 대부분의 경우 리튬 이온은 전해질을 통해 양극에서 음극으로 이동하고 다시 돌아옵니다.

방전 중, 전기 작업을 수행해야 할 때 전자는 외부 회로를 통과하고 리튬 이온은 음극으로 이동합니다.

리튬 금속판이 충전되는 동안 양극에 배치됩니다.

음극에서 O2 를 해제 합니다.

Li 금속이 물과 상호 작용하는 것을 방지하기 위해 수성 배터리의 음극에는 보호 층이 적용되어야합니다.

리튬 원소는 종종 양극에 사용됩니다. 양극에서의 전기 화학적 전위는 리튬 금속이 산화 과정을 통해 전자를 산화 및 방출하도록 강요합니다 (음극 산소를 포함하지 않음). 다음은 반 반응입니다.

리 ⇌ 리+ + e−

금속-공기 배터리에 사용되는 다른 재료와 비교할 때 리튬은 높은 비용량 (3840mAh / g)을 갖는 반면 아연과 알루미늄은 각각 820 및 2965mAh / g에 불과합니다. 이 세포는 여러 가지 문제에 취약합니다. 양극이 전해질과 상호 작용하는 것을 방지하는 것은 양극을 개발하는 동안 극복해야 하는 주요 장애물입니다. 전해질을 위한 새로운 재료를 개발하거나 전해질과 양극 사이의 접촉을 재고하는 것과 같은 다른 옵션이 있습니다. 수지상 리튬 침전물은 리튬 양극에 형성되어 에너지 저장 능력을 감소시키거나 단락을 일으킬 수 있습니다. 기공 크기의 영향과 기공 크기의 분포에 대한 명확성이 여전히 부족합니다.

이러한 문제를 해결하기 위한 노력의 일환으로 몇 가지 다른 전략이 사용되고 있습니다.

리튬 이온 보호층의 제조에 이중블록 및 삼중 블록 공중합체 전해질의 활용. 이러한 유형의 전해질 (예 : 폴리 (에틸렌 옥사이드 (PEO) 및 Li- 염 혼합물)과 같은 연질 중합체 세그먼트의 높은 리튬 이온 전도도를 갖는 폴리스티렌)은 경질 중합체 세그먼트의 기계적 안정성과 연질 중합체 및 리튬 염의 혼합물의 높은 이온 전도도를 결합합니다. 수상 돌기 반바지는 난이도의 기계적 차단으로 방지됩니다.

유리 또는 글라스 세라믹 재료를 통한 리튬 이온의 전도도는 (대부분의 경우) 리튬 금속에 의해 쉽게 낮아질 수 있습니다.

따라서 Li3P 또는 Li3N과 같은 리튬을 투과시킬 수 있는 물질로 이루어진 박막이 세라믹과 금속 사이의 공간에 배치될 수 있다.

이 세라믹 기반 SEI는 수상 돌기가 형성되는 것을 방지하고 대기 오염의 영향으로부터 리튬 금속을 보호합니다.

음극에서 충전 과정은 환원에 의해 산소에서 리튬으로 전자를 전달합니다. 메조 다공성 탄소는 금속 촉매와 결합 될 때 음극 기판으로 기능 할 수 있음이