미국 에너지부(DoE)는 차세대 배터리 기술 개발을 선도할 두 개의 에너지 혁신 허브(Energy Innovation Hub) 팀에 125억 XNUMX만 달러를 지원하기로 했습니다. 리튬 이온 배터리의 현재 한계를 개선하는 것을 목표로 하는 이 계획은 아르곤 국립연구소와 스탠퍼드 대학교가 주도하고 있습니다. 이는 교통 분야의 탈탄소화를 가속화하고 전력망에 청정 에너지를 통합하기 위한 공동의 노력을 보여줍니다.
에너지부 발표에 자세히 설명된 이번 자금 지원 발표는 더욱 안전하고 효율적이며 비용 효율적인 배터리 기술에 대한 수요 증가에 대응하기 위한 첨단 에너지 저장 솔루션의 절실한 필요성을 강조합니다. 특히 운송 및 그리드 저장 분야에서 새롭게 부상하는 응용 분야는 공급망 위험을 완화하기 위해 더 높은 에너지 저장 용량, 향상된 안전 조치, 그리고 배터리 제조에 사용되는 원자재의 다각화를 필요로 합니다.
에너지 저장 연구 연합(ESRA)
아르곤 국립연구소가 주도하는 에너지 저장 연구 연합(ESRA)은 50개 국립연구소와 12개 대학의 약 XNUMX명의 연구자들을 하나로 모았습니다. ESRA의 목표는 안전성, 높은 에너지 밀도, 그리고 쉽게 구할 수 있고 저렴한 재료를 이용한 장기 수명 배터리 개발 등 당면 과제를 해결하기 위해 배터리 과학의 기초를 탐구하는 것입니다.
ESRA의 주요 목표는 에너지 저장 과학의 한계를 넓히고 미국의 경제적 경쟁력을 강화하는 기술 혁신을 촉진하는 것입니다.
ESRA 이사인 셜리 멩은 중장비 운송 수단과 전력망의 심층적인 탈탄소화를 위해 고성능, 저비용, 지속 가능한 에너지 저장 장치의 시급한 필요성을 강조했습니다. 아르곤 에너지 저장 과학 협력 센터의 수석 과학자이자 시카고 대학교 프리츠커 분자 공학 대학원 교수이기도 한 멩은 현재 리튬 이온 기술의 역량을 뛰어넘기 위해서는 기초 과학에 기반을 둔 획기적인 연구가 필요하다고 강조했습니다. 멩 이사는 "고성능, 저비용, 지속 가능한 에너지 저장 장치에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히 중장비 운송 수단과 전력망의 심층적인 탈탄소화를 가능하게 할 잠재력을 가진 장치에 대한 수요가 증가하고 있습니다."라고 말했습니다.
ESRA의 과학 추진력 담당 부국장이자 버클리 랩의 교수 엔지니어인 브라이언 맥클로스키는 ESRA가 빠른 혁신을 촉진하는 생태계를 조성하여 기초 발견과 기술 도입 사이의 시차를 줄이는 것을 목표로 한다고 덧붙였습니다. ESRA 전략의 핵심 요소 중 하나는 산학연 및 정부와의 협력을 통해 다가올 제조 수요에 대비할 수 있는 다양한 미래 인력을 양성하는 것입니다. 그는 "ESRA는 빠른 혁신을 이루고, 기초 발견과 기술 개발 사이의 시간을 단축하며, 차세대 인력을 양성한다는 사명을 가지고 에너지 저장 연구 생태계를 구축합니다."라고 말했습니다.
컬럼비아 대학, MIT, 미시간 대학 등의 기관으로 구성된 이 연합은 과학 연구, 거버넌스, 전략 개발의 모든 측면에 적극적으로 참여할 것입니다.
수성 배터리 컨소시엄(ABC)
스탠퍼드 대학교는 환경적으로 안전하고 비용 효율적인 새로운 수성 배터리 개발에 집중하는 수성 배터리 컨소시엄(ABC)을 이끌고 있습니다. 이 새로운 배터리 기술은 기존 납축전지보다 높은 에너지 밀도를 자랑하고, 기존 리튬 이온 배터리의 10분의 1에 불과한 비용으로 제작될 것으로 예상되며, 저전압, 에너지 밀도, 부식과 같은 오랜 과제를 극복하는 것을 목표로 합니다.
이 프로젝트의 수석 과학자이자 워털루 대학교 교수인 린다 나자르는 재료 부식과 실제 조건에서의 셀 고장 등 수계 배터리 개발 과정에서 끊임없이 직면하는 장벽에 주목했습니다. "이러한 새로운 수계 배터리에 대한 장벽은 수년간 발명가들을 좌절시켜 왔습니다."라고 그녀는 말했습니다.
이 프로젝트의 책임자이자 스탠포드 대학의 교수인 이 추이는 태양광 및 풍력과 같은 간헐적인 재생 에너지원이 주도하는 시대에 특히 장기간 안정적으로 작동할 수 있는 저렴하고 그리드 규모의 에너지 저장 솔루션을 만드는 것이 필수적이라고 강조했습니다.
스탠퍼드 대학교 프리코트 에너지 연구소가 운영하는 수성 배터리 컨소시엄(Aqueous Battery Consortium)은 SLAC, 캘리포니아 대학교 여러 캠퍼스, 노스캐롤라이나 주립대학교, 그리고 미 육군 및 해군 연구소를 포함한 북미 전역의 기관에서 활동하는 31명의 선도적인 배터리 과학자, 엔지니어, 물리학자로 구성되어 있습니다. 이들의 협력은 재료 설계 및 합성, 이론 및 시뮬레이션, 그리고 프로토타입 장치 특성 분석에 걸쳐 이루어질 것입니다.
연구팀은 전해질, 전극 소재, 전반적인 장치 구조 등 배터리 기술의 다양한 측면을 탐구하여, 경제적으로 실행 가능할 뿐만 아니라 효율적으로 성능이 발휘될 뿐만 아니라 빠르게 충전 및 방전되는 배터리를 개발하려는 비전을 가지고 있습니다.
에너지부는 두 허브에 최대 125년 동안 균등하게 나누어 XNUMX억 XNUMX만 달러를 배정했는데, 이는 에너지 저장 분야의 혁신적인 연구를 위한 견고한 프레임워크를 마련합니다.
