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리튬-공기 배터리용 전기촉매 합성2025.11.171. 금 나노입자 기반 플라즈모닉 촉매 금 나노입자(Au NPs)는 국소화된 표면 플라즈몬 공명(LSPR) 특성을 가지며, 빛과의 상호작용으로 핫 캐리어를 생성합니다. 이를 Ketjen Black 음극에 도입하면 Li2O2의 형성과 분해를 촉진하여 방전/충전 사이클 중 과전압를 감소시키고 에너지 효율을 향상시킵니다. 평균 크기 약 5nm의 금 나노입자는 삼나트륨 구연산염을 캡핑제로 사용하여 합성되며, 빛 조사 조건에서 현저한 성능 개선을 보입니다. 2. 리튬-산소 배터리의 전기화학 반응 Li-O2 배터리는 방전 시 음극에서 산소 환...2025.11.17
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Fabrication of Li-oxygen batteries2025.01.241. Li-O2 배터리의 기본 원리 Li-O2 배터리의 기본적인 작동 원리를 설명하였다. 리튬 금속 음극과 공기극(cathode)으로 구성되며, 방전 시 리튬 금속이 산화되어 리튬 이온과 전자가 생성되고, 전자는 공기극으로 이동하여 공기 중의 산소를 환원시켜 Li2O2를 생성한다. 충전 시에는 이 Li2O2가 다시 리튬 이온과 산소로 분해된다. 하지만 실제로는 부반응 생성물이 형성되어 사이클 수명이 부족한 문제가 있다. 2. Li-O2 배터리의 제작 과정 Li-O2 배터리를 직접 제작하는 실험을 진행하였다. 양극(cathode)은 ...2025.01.24
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화실기2_Exp.4 Synthesis of electrocatalysts for lithium-air batteries2025.01.221. 리튬-공기 전지 본 실험에서는 리튬-공기 전지를 직접 만들어 보고 그 원리와 실험에서 사용되는 금 나노 입자의 역할에 대해 이해해 보고자 한다. 리튬-공기 전지는 기존의 리튬 이온 이차 전지의 용량을 능가하는 차세대 이차전지로 주목받고 있다. 배터리가 작동하는 동안 discharging process에서 O2분자는 환원되어 (oxygen reduction reaction, ORR) discharge product인 Li2O2를 만들고, charging process에서 O2와 Li+ 이온으로 분해된다. 이 실험에서는 금 나노 ...2025.01.22
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리튬-이온 전지 기술의 시대를 넘어서 - Beyond the age of lithium-ion batteries2025.01.021. 리튬-이온 전지 리튬-이온 전지는 정보통신 기기에서 널리 사용되는 기술로, 높은 에너지 밀도, 가벼운 무게, 얇은 두께, 빠른 충전, 긴 사용시간 등의 장점을 가지고 있다. 하지만 과열 및 발화의 가능성, 독성 화학 물질 포함, 리튬의 고가격과 공급 불안정성 등의 단점이 있어 대체 기술이 필요한 상황이다. 2. 나트륨-이온 배터리 나트륨-이온 배터리는 리튬-이온 전지를 대체할 수 있는 유력한 기술 중 하나이다. 나트륨은 리튬에 비해 매장량이 풍부하고 가격이 저렴해 공급이 안정적이다. 최근 연구에서는 티타늄 도핑을 통해 나트륨-...2025.01.02
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배터리 시장의 이해2025.05.101. 미래전지 및 차세대 배터리 미래전지 혹은 차세대 배터리는 새로운 소재·부품을 적용하고 제조공정을 혁신해 기존 배터리의 성능과 안전성을 획기적으로 제고할 것으로 기대되는 미래의 기술이다. 미래전지 및 차세대 배터리는 다양한 소재 및 기술이 적용될 수 있으며, 이를 통해 더 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 빠른 충전 및 방전 속도, 안정성 및 안전성 등의 기술적인 향상이 예상된다. 또한, 환경 친화적이며 경제적인 장점도 기대된다. 2. 미래전지 및 차세대 배터리의 원리 미래전지 및 차세대 배터리는 기존의 리튬이온 배터리와는 다른 원...2025.05.10
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대한민국의 세계 배터리 시장 석권을 위한 방안 분석2025.01.121. 차세대 배터리 개발 경쟁 세계적으로 차세대 배터리 개발 경쟁이 치열해지고 있는 가운데, 대한민국 정부와 배터리 업계가 협력하여 적극적으로 이 분야에 뛰어들었다. 정부는 차세대 배터리 개발에 천억 원 이상을 투자할 계획이며, 국내 3대 배터리 기업들도 9조 원 이상의 R&D 투자를 계획하고 있다. 2. 차세대 배터리 기술 개발 차세대 배터리는 기존 리튬 이온 전지의 기술적 한계를 극복하기 위한 2차 전지 개발 사업이다. 특히 전고체 배터리 기술 개발과 저렴한 보급형 배터리 기술 개발에 중점을 두고 있다. 3. 배터리 산업 생태계...2025.01.12
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전기차 배터리의 발전과정과 기술원리2025.01.061. 이차전지 산업의 발전 과정 현재 전기 자동차의 배터리로 주로 사용되고 있는 것은 '이차전지'이다. 이차전지는 지난 120여 년 동안 다양한 형태로 발전해왔으며, 특히 1990년대 리튬이온 배터리가 상용화되면서 전기차, 스마트폰, 노트북 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 리튬이온 배터리는 높은 에너지 밀도와 우수한 출력 특성, 긴 수명 등의 장점을 가지고 있어 전기차 배터리로 널리 사용되고 있다. 최근 전기차 시장이 급성장하면서 리튬 수요가 크게 늘어나 리튬 가격이 급등하고 있는 상황이다. 2. 리튬 이온 배터리의 원리 리튬이...2025.01.06
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에너지 저장 기술의 미래2025.01.221. 에너지 저장 기술의 개요 에너지 저장은 전력을 생산된 시점과 소비되는 시점 사이에 저장하여 에너지 공급의 유연성과 안정성을 높이는 기술이다. 이는 전력망의 부하 관리, 재생 에너지의 변동성 완화, 전력 공급의 신뢰성 향상 등에 중요하다. 에너지 저장 기술은 전기, 열, 기계적, 화학적 저장 방식으로 분류할 수 있다. 2. 현재의 에너지 저장 기술 현재 널리 사용되는 에너지 저장 기술에는 배터리 저장 시스템, 펌프식 수력 저장, 압축 공기 에너지 저장, 플라이휠 에너지 저장 등이 있다. 이들 기술은 각각 장단점을 가지고 있으며,...2025.01.22
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리튬: 채굴, 특성, 그리고 응용2025.11.161. 리튬 채굴 방법 리튬은 염수 광상과 경암 광원 두 가지 주요 방법으로 채굴됩니다. 염수 채굴은 염호나 염수호에서 리튬이 풍부한 염수를 펌프질한 후 증발 및 화학 공정을 통해 리튬 탄산염 같은 화합물을 농축하고 침전시킵니다. 경암 채굴은 스포듀민 같은 리튬 함유 광물을 천공, 발파, 일반적인 채광 기술로 추출하고, 채굴된 광석을 분쇄, 농축, 황산 침출, 추가 화학 공정을 거쳐 리튬 화합물을 추출 및 정제합니다. 2. 리튬-이온 배터리 리튬-이온 배터리는 스마트폰, 노트북, 전기자동차, 에너지 저장 시스템 등 광범위한 기기에 전...2025.11.16
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전고체 배터리 기초와 개발 방향 탐구2025.11.121. 리튬 이온 전지의 기초 리튬 이온 전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 전환하여 에너지를 저장하는 2차 전지입니다. 음극(흑연), 양극(금속 산화물), 분리막, 전해질로 구성되며, 충전 시 양극에서 음극으로 리튬 이온이 저장되고 방전 시 역방향으로 이동합니다. 용량은 저장된 전하의 양(Ah 단위)이고, 에너지는 일을 할 수 있는 능력(Wh 단위)입니다. 전해질은 넓은 에너지 갭을 가져야 하며, 주로 유기 액체 전해질이 사용됩니다. 2. 전고체 배터리의 등장 배경 및 리튬 메탈 배터리 초기 리튬 이온 배터리는 리튬 메탈을 사용했으...2025.11.12
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