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전기 에너지 저장 장치에 태양 에너지를 저장하는 것은 간헐적인 태양 에너지 공급을 해결하고 그 폭넓은 응용을 위해서 효과적인 효과적인 방법이다. 기존의 방법은 긴 전선을 통해 태양 전지를 에너지 저장 장치에 연결하는 것이었고, 긴 전선을 사용하면 전기 손실이 발생하여 태양 에너지의 변환 효율과 저장 효율이 저하되었다. 고효율 광전 기능 전극 재료의 설계 및 제조는 효율적이고 저렴한 광전 소자 전기 저장 에너지 장치를 얻기 위한 간단한 2 전극 시스템 장치의 개발 및 구성의 핵심이라고 할 수 있다. 자연과학기금, 중국과학원 전략성 선도과학기술 프로젝트, 중국과학원 난 및 장비 중점 실험실 프로제트의 지원 아래 중국과학원 복건성 물질 구조연구소의 왕요병(王要兵, Wang Yaobing) 원대강(袁大强, Yuan Daqiang)연구팀은 빛의 흡수와 가역적으로 화학에너지 저장의 두 기능을 동시에 할 수 있는 재료를 이용하여 직접 태양에너지를 전기화학에너지로 전환하는 새로운 방법을 개발하였다. 먼저, Yuan Daqiang의 동료 부연구원인 Tan Yanzhen(谭衍曦)는 나프탈렌 디이 미드 (NDI) 및 트리 페닐 아민 (TPA) 단위를 갖는 공유 결합 유기 골격 재료 (NT-COF)를 합성하였다. NT-COF는 1276 m2 / g의 높은 비표면적을 갖는 2 차원 다공성 나노 시트를 채우는 것이 특징이다. Wang Yaobing 연구 그룹의 Lu Jiangquan 박사는 광 화학 / 전기 화학적 특성 분석을 찾아 연구를 수행하면서, NT-COF 내부에서 TPA에서 NDI 단위로의 효율적인 분자 내 전하 이동과 물질의 높은 가역 전기 화학 반응이 일어난다는 것을 상세히 밝혀냈다. NT-COF를 리튬 이온 전지의 양극 재료로 사용하여, 충전 전압이 0.5V, 방전 전압이 0.5V 증가하여 전체 전지 효율이 38.7 % 증가하여 태양 광을 효과적으로 활용할 수 있게 되었다. 이 연구는 가역적 전기 화학 반응과 분자 내 전하 이동 시너지를 갖는 이중 기능 음극 물질을 바탕으로, 새로운 태양 전지 전기 에너지 변환 / 저장 시스템으로서 대체 태양 전지 및 배터리 시스템 통합을 제공하도록 설계하는데 새로운 아이디어 제공하였다고 평가할 수 있다. |
