나노 와이어 배터리 란?

나노 와이어 배터리는 2007 년 미국 스탠포드 대학에서 처음 개발 된 리튬 이온 배터리 모델을 기반으로 한 화학 스토리지 배터리의 한 형태입니다. 이 기술은 2011 년 현재 정교화 중이며 2012 년에 일반인에게 판매 될 예정입니다.이 기술은 배터리의 음의 전압 끝에 위치한 10 억분의 1 미터 규모로 연결된 많은 실리콘 나노 와이어 어레이를 활용합니다. 이러한 재료 과학의 발전은 기존 리튬 이온 배터리보다 저장 밀도를 8 배에서 10 배로 증가 시켰습니다. 이로 인해 충전식 카메라, 휴대폰 또는 랩탑 배터리와 같은 배터리는 고갈되기 전에 8-10 배 더 오래 지속됩니다 나노 와이어 배터리는 또한 나노 와이어 자체의 표면적이 증가하고 화학 구조에 실리콘을 사용하기 때문에 충전 속도가 훨씬 빠르기 때문에 전기 자동차의 핵심 개발로 여겨진다.

나노 와이어 배터리의 기본 원리는 2010 년 현재 미국의 Sandia National Laboratories에서 유사한 연구를 용이하게하는데, 여기서 하나의 나노 와이어에 의해 형성된 실리콘 나노 와이어 양극이 사용된다. 이 나노 와이어는 폭이 100 나노 미터, 또는 평균 인간 적혈구의 폭과 약 10,000 나노 미터, 또는 0.01 밀리미터입니다. 투과 전자 현미경 (TEM)으로 만들어진이 배터리의 목적은이 기술의 기능을 더 연구하는 것입니다. 또한 의료용 임플란트를위한 초소형 전원 공급원으로 사용될뿐만 아니라 다른 마이크로 전자 장치에 전력을 공급할 계획도 있습니다.

나노 와이어 배터리의 개발은 혁신적인 것으로 보이지만 몇 가지 단점이 있습니다. 결합 된 나노 와이어의 표면적은 전형적인 배터리에서 흑연 애노드가 갖는 면적보다 훨씬 크기 때문에, 몇 번의 재충전 단계 후에, 나노 와이어는 고체 전해질 간기 (SEI)를 얻기 시작한다. 이것은 실리콘 나노 와이어 애노드의 전류 운반 용량을 제한하는 일종의 화학 코팅입니다. 이러한 한계로 인해 나노 와이어 배터리의 수명이 줄어듦에 따라 전력 소비가 급격히 떨어질 수 있지만, 연구에 따르면 실제 배터리를 최소 250 배 전체 레벨의 80 %까지 재충전 할 수 있으며 목표는 재충전 레벨에 도달하는 것입니다 상업 부문 제품에서 3,000 회

실리콘 기반 저장 배터리에 대한 연구는 30 년 이상 진행되어 왔습니다. 실리콘 팽창에 대한 실제 문제는 나노 와이어가 발명 될 때까지 아이디어의 유용성을 제한했다. Stanford University의 프로젝트 책임자 인 Yi Cui 박사는 2007 년 이래로 나노 와이어 배터리를 정제 해 왔습니다. 이제 탄소-실리콘 나노 와이어를 사용하여 실제 대량 생산 수준까지 확장 할 수있는 것으로 보입니다. 순수한 실리콘처럼 성장하기 위해 고온이 필요하지 않습니다.