Jobb akkumulátor építése

A Yale Egyetem Transzformatív Anyagok és Készülékek Laboratóriuma nem éppen az, amit a legtöbb ember áttörő természetvédelmi tudomány melegágyának tartana. Természetesen, amint a NatureNet tudományos munkatársa, Won-Hee Ryu mosolyogva rámutat, a legtöbb ember tévedne.

"Az energiatechnológia nagyon kapcsolódik a The Nature Conservancy munkájához" - mondja Ryu, aki André Taylor irányításával a laboratóriumban folytatja ösztöndíját. "A fosszilis tüzelőanyagok és az éghajlatváltozás környezeti problémáinak kijátszásához a világnak olyan új energiatechnológiákra van szüksége, amelyek ideális esetben széndioxid-semlegesek (tisztaak) és megújuló erőforrásokon alapulnak, mint például a napenergia."

Ryu anyagtudós és nanotechnológiai szakértő lehet, hogy nem felel meg egy tipikus Conservancy-tudós vélt profiljának, de az a munka, amelyet kollégáival az energia előállítására és tárolására szolgáló új technológiák kifejlesztése érdekében végez, szerinte „annyi haszonnal járhat társadalom ”(és a természet), mint a hagyományos biodiverzitás megőrzése.

Legfrissebb áttörésük? Egy új nanotechnológiai alapú építészet a lítium-levegő akkumulátorok számára, amely potenciálisan új korszakot nyithat az elektromos járművek számára azáltal, hogy azonos futásteljesítményt biztosít számukra, mint a benzinüzemű autók.

Jobb futásteljesítmény a nanotechnológia révén

Jelenleg, főként az áramellátáshoz használt lítium-ion akkumulátorok korlátai miatt, a tipikus elektromos jármű hatótávolsága körülbelül 100 mérföld töltésenként. A tudósokat a lítium-levegő (más néven lítium-oxigén) akkumulátorok érdeklik, mert elméletileg több energiát tudnak tárolni (súly szerint), mint a lítium-ion akkumulátorok. Ez azt jelenti, hogy kevesebb energiával több energiát kaphatna, és egy lítium-levegő akkumulátort használó elektromos autó megfeleljen egy átlagos gázüzemű autó futásteljesítményének, körülbelül 350 mérföldnek.

Eddig jó. Kivéve, a lítium-levegő akkumulátoroknak is meglehetősen jelentős kihívásokkal kell szembenézniük, mielőtt azok kereskedelmi szempontból praktikusak lennének. A lítium-oxigén akkumulátorokban tesztelt sokféle típusú katalizátor közül egyik sem tudott leküzdeni két kulcsfontosságú problémát: alacsony működési hatékonyságot és gyenge ciklusidőt (az újratölthető alkalmak száma).

Ryu és munkatársai egy új, a Nano Letters-ben nemrégiben megjelent lítium-levegő akkumulátor-architektúrát fejlesztettek ki, amely leküzdi ezeket az elsődleges akadályokat. Azáltal, hogy egy nanoméretű membránt rétegként helyez be az akkumulátorba, a csapat korlátozza a szigetelőanyagok felhalmozódását a lemerülés során és javítja az akkumulátor hatékonyságát.

A réteg javítja a ciklus élettartamát, és a kísérleti Ryu akkumulátor és ez a csapat 60-szor újratöltve fejlesztette a tárolókapacitás elvesztése nélkül. A membrán nélküli korábbi lítium-levegő akkumulátorok 37 töltési ciklus után kezdtek veszteni a hatékonyságukból.

Ismét, eddig olyan jó. De még hosszú út áll előttünk - és más megoldandó kihívások -, mielőtt a lítium-levegő akkumulátorok reménykedhetnek a laboratóriumon túl. Ryu izgatottan folytatja kutatását a NatureNet ösztöndíj égisze alatt.

És bár lehet, hogy a tudományra fordítja az idejét, amely nagymértékben eltér a Conservancy átlagos tudósától, mégis megfelel a profilnak. Lelkes természetjáró és hegymászó (szülőföldjének Koreai hegyei személyes kedvencek) a NatureNet ösztöndíjat folytatta, állítása szerint azért, mert „problémákat akar megoldani - különös tekintettel a CO2-re [az üvegházhatású gázok kibocsátására], és mivel a probléma nagy része a fosszilis tüzelőanyagok elégetése ... az elektromos járművek ”egy lehetséges megoldás részét képezik.

És mint minden Conservancy-tudós, őt is megihleti a természetvédelem lehetőségei és kihívásai a 21. században. "A fenntartható energiatechnológiák fejlesztését keresem" - mondja. "Nagyon izgalmas számomra, és ami a legjobban érdekel."

A NatureNet tudományos ösztöndíjasokról

Cara Cannon Byington a The Nature Conservancy tudományos írója, aki a Conservancy tudósainak és partnereinek munkáját ismerteti, beleértve a NatureNet ösztöndíjait a hűvös zöld tudományért. A Maryland-ben élő Floridian elhibázott, különösen kedveli a hajókkal és szigetekkel kapcsolatos történeteket, és ha nem dolgozik, kirándulhat, kajakozhat, vagy családjával és barátaival együtt utazhat. További Carától