태양광 충전하는 연료 전지, 개발 구조는 식물의 "광합성"으로

태양광 충전하는 연료 전지, 개발 구조는 식물의 "광합성"으로

나고야 공업 대학의 연구 그룹은 2020 년 1 월, 

태양 에너지 축적과 방전을 할 수있는 광 충전 가능한 연료 전지를 새로 개발했다고 발표했다. 

종래의 연료 전지는 전기를 축적하지 "발전 전용 장비 '였지만,

'AQDS-H 2 '라는 유기 분자를 이용하여 단일 장치에서 충전도 가능하게한다.

이번에 개발 한 전지는 음극 측의 전해액에 

AQDS이라는 유기 분자가 녹아 포함되었다.

태양 광을 조사하면 AQDS은 전해액 중의 수소 원자를 뽑아 

AQDS-H 2 라는 분자로 변환되어 배터리 전체로 충전 상태가된다. 

한편 방전시 음극에서 AQDS-H 2 에서 AQDS로 변환 반응이 일어난다. 

동시에 양극에서는 공기 중의 산소 분자 (O2)가 물 (H 2 O)로 환원된다. 

방전에 의해 생성 된 AQDS는 다시 광 조사에 의해 AQDS-H 2 로 변환 할 수 있으며, 

배터리로 반복하여 사용할 수있다.

이번에 개발 한 축전지의 구조 모식도 출처 : 나고야 공업 대학

　식물이 생명 활동을 위해 할 광합성은 태양 에너지를 이용하여 

CO 2 O를 당으로 변환하여 저장하고 공기 중의 산소로 분해 (호흡)하여 화학 에너지를 꺼내있다. 

이번에 개발 한 축전지는이 광합성의 CO 2 O를 AQDS 당을 

AQDS-H 2 O로 대체 시스템으로 간주 될 수 축전지의 AQDS-H2 및 공기의 산소가 반응하여 발생하는 

에너지를 전기로 외부로 출력한다.

식물의 광합성과 이번에 개발 한 축전지의 비교 출처 : 나고야 공업 대학

이 배터리의 방전 과정은 수소를 연료로 사용하는 

일반적인 연료 전지에 비해 안전성의 높이가 특징이라고한다. 

이외에 AQDS에서 AQDS-H 2 로 변환 (충전 반응)는 

외부 전원을 사용하는 것도 가능하기 때문에, 태양 광뿐만 아니라 

풍력이나 수력, 지열 등 다른 신 재생 에너지 전원 적용될 수 있다고 하고있다.

그러나 현재 개발 한 연료 전지의 출력 전력은 0.5V 정도로 작고, 

기전력의 향상과 반응 과전압 저감이 과제로 남아있다. 

연구 그룹에서는 향후는 음극 활물질 (AQDS)의 개량이나 셀 구조의 최적화를 실시하여 실용화를위한 연구를 가속하고있다.