마이크로 배터리 발전 및 채택 가속화를 목표로 하는 새로운 상

최초의 스마트워치는 대부분 걸음 수를 계산하거나 사용자에게 일어서라고 잔소리를 했습니다. 그러나 오늘날 웨어러블 의료 기기는 스트레스 수준과 수면 주기를 추적하거나 불규칙한 심장 박동, 배란 주기 및 낮은 혈중 산소 수치를 모니터링할 수 있습니다. 증상이 시작되기 전에 COVID-19 감염을 감지할 수도 있습니다.

이들 및 기타 무선 전자 장치가 대중화됨에 따라 크기도 점점 작아지고 있습니다. 그리고 더 작은 장치에는 강력한 기능을 유지할 수 있는 더 작은 배터리가 필요합니다.

그래서 미국 에너지부(DOE)는 첨단 재료 및 제조 기술 사무소 NREL(National Renewable Energy Laboratory)에서 관리하는 American-Made Challenges 프로그램의 최신 상품인 Microbattery Design Prize를 시작했습니다.

8년 2023월 1.1일에 신청을 위해 시작된 이 상은 연방 자금과 성능 및 안전 테스트 서비스에서 총 XNUMX만 달러의 상금 풀을 제공합니다. DOE 국립 연구소. XNUMX개의 수상 단계에서 선정된 팀은 성능, 안전 및 재활용 가능성 면에서 오늘날의 모델을 능가할 수 있는 마이크로 배터리를 설계하기 위해 경쟁하게 됩니다.

XNUMXD덴탈의 마이크로 배터리 디자인상 개선된 성능, 안전성 및 재활용성을 제공할 수 있는 혁신적인 소용량 배터리 설계 프로젝트에 DOE 국립 연구소의 성능 및 안전 테스트 서비스와 연방 자금으로 최대 1.1만 달러를 수여할 것입니다. 그래픽: Besiki Kazaishvili, NREL

"마이크로전자공학은 지난 50년 동안 사회를 변화시켰는데, 그 주된 이유는 마이크로전자공학 연구를 이끌고 있는 DOE의 기술 관리자인 Tina Kaarsberg가 말했습니다. "한때 큰 방을 가득 채웠던 것과 동일한 컴퓨팅 성능이 이제 내 손가락에 맞습니다."

스마트해진 기기는 시계만이 아닙니다.

센서 및 기타 전자 장치는 스마트 홈, 공장, 농장 및 도시를 구축하고 있습니다. 머지 않아 쌀알 크기의 장치 전체가 실내 공기질, 공장 안전 위험, 교량 상태, 식물 건강 및 심장 상태를 모니터링할 수 있게 되었습니다. 마이크로 배터리로 구동되는 센서는 제조 공정을 스마트화하여 청정 에너지 기술 개발을 가속화하고 청정 에너지 그리드를 모니터링할 수 있습니다. 국가가 미국 전력 시스템에 더 많은 재생 가능 에너지원을 추가함에 따라 이러한 센서는 그리드가 안정적으로 안정적인 에너지 흐름을 지속적으로 제공하도록 하는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 모든 작은 장치를 계속 실행하려면 배터리가 더 작아야 합니다. 새로운 배터리 설계는 이 스마트 세상을 운영하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 또한 특정 애플리케이션을 지원하고 향상된 효율성, 성능 및 안전성을 제공하도록 맞춤화할 수 있습니다. 그러나 지금까지 동일한(또는 그 이상의) 전력을 제공하는 더 작은 배터리를 만드는 것은 큰 도전 과제임이 입증되었습니다.

예를 들어 제조업체는 더 큰 배터리를 만드는 데 사용하는 기존의 대규모 공정으로는 마이크로 배터리를 만들 수 없습니다. 마이크로 배터리는 더 큰 대응 제품과 다른 화학 물질을 사용하고 제조업체는 한 번에 많은 양을 생산할 수 없기 때문에 마이크로 배터리 제조 공정은 종종 더 비쌀 수 있습니다. 그리고 그 추가 비용으로 인해 새로운 마이크로 배터리 디자인을 테스트하고 상업적 사용을 준비하는 것이 더 어려워집니다.

그것이 DOE의 고급 재료 및 제조 기술 사무소가 들어오는 곳입니다.

DOE의 기술 관리자인 Paul Syers는 "더 많은 마이크로 배터리 설계의 프로토타이핑 및 테스트를 지원하면 잠재적인 시스템 개발자, 사용자 및 배터리 제조업체 간의 핵심 링크를 제공하여 채택을 촉진하고 이 크기의 배터리 제조 능력을 높일 수 있습니다."라고 말했습니다.

개인과 팀은 아이디어와 테스트라는 두 단계로 나누어진 Microbattery Design Prize에서 경쟁할 수 있습니다.

아이디어 단계에서 경쟁업체는 특정 애플리케이션(예: 이식 의료 기기)에 사용하고 특정 성능 목표(예: 특정 전력 출력)를 충족하는 마이크로 배터리에 대한 기술 설계를 개발합니다. 최대 XNUMX개의 우승 팀에게는 DOE 국립 연구소에서 배터리 성능 및/또는 안전 테스트 작업을 완료할 수 있는 기회가 주어집니다.
아이디어 단계 우승자만 테스트 단계에 참가할 수 있습니다. 이 두 번째 단계에서 경쟁업체는 프로토타입을 제작하고 성능과 안전성, 잠재적 비용을 평가합니다. 이 콘테스트가 끝날 때까지 참가자는 기술을 상용화하고 제조하기 위한 현실적인 계획을 개발하게 됩니다.

대상 수상자 한 명은 현금 $300,000를, 추가로 최대 두 팀은 $175,000의 현금을 받게 됩니다.

개선된 마이크로 배터리는 증가된 전력 용량, 안전 조치 및 다용성을 제공할 수 있습니다. 이러한 마이크로 배터리 발전 중 일부는 더 큰 배터리에도 적용될 수 있어 에너지 저장을 개선하기 위한 광범위한 노력을 촉진할 수 있습니다. 그러나 그들은 또한 마이크로 배터리 제조 산업이 새롭고 최적화된 프로세스를 개발하고 국내 생산량을 늘리고 신뢰할 수 있는 공급망을 구축하는 데 도움이 될 수 있습니다.

궁극적으로 이러한 점진적인 변화는 미국이 국제 제조업체와 경쟁하고 보다 스마트한 제조 및 그리드를 통해 청정 에너지 미래로의 전환을 가속화하는 데 도움이 될 수 있습니다.

NREL 수상 관리자인 Alec Schulberg는 "Microbattery Design Prize는 마이크로 배터리 설계 및 제조를 발전시켜 스마트한 미래를 주도할 수 있도록 합니다."라고 말했습니다.

의 의례 NREL. 케이틀린 맥더모트-머피

참여 방법에 대해 자세히 알아보세요. 마이크로 배터리 디자인상:

DOE, 초소형 배터리 설계 및 상용화를 통해 초소형 전자 공급망 강화를 위한 상 발표

오늘, 미국 에너지부(DOE)는 Microbattery Design Prize의 출범을 발표했습니다. 이 1.1단계 경쟁은 개선된 성능, 안전성 및 재활용 가능성을 제공할 혁신적인 소용량 배터리 설계 프로젝트에 대해 DOE 국립 연구소와 함께 연방 기금 및 성능 및 안전 테스트 서비스에서 최대 XNUMX만 달러를 수여합니다.

이 디자인 상의 목적은 마이크로 배터리에 대한 혁신적이고 새로운 디자인을 발전시키고 상용화를 가속화하고 스마트 제조 프로세스 개선을 위한 센서 시스템, 국가로서 재생 에너지원의 그리드 모니터링을 위한 센서와 같이 청정 에너지 제조에 필요한 기존 기술과의 통합을 가속화하는 것입니다. 청정 에너지 미래로의 전환을 계속합니다.

작은 크기와 관련된 요구 사항으로 인해 마이크로 배터리 시장은 더 큰 배터리 공급망 생태계의 기존 제조 공정 중 많은 부분을 활용할 수 없습니다. 이는 국내 생산량을 늘리고 공급망을 확보할 수 있는 기회와 함께 새로운 마이크로 배터리 화학 및 디자인의 개발 및 상용화에 대한 주요 장벽을 제시합니다. 마이크로 배터리는 청정 에너지 제조 규모 확장 및 스마트 기술 혁신에 매우 중요할 뿐만 아니라 이 디자인 상으로 인한 일부 제조 혁신은 더 큰 배터리에도 적용될 수 있습니다. 마이크로 배터리는 또한 웨어러블 및 이식형 의료 기기와 같이 사회가 의존하는 비에너지 관련 기술의 중요한 구성 요소입니다. 즉, 이 상을 수상한 디자인은 여러 산업 분야의 혁신에 영향을 미칠 수 있습니다.

오늘 발표는 Microbattery Design Prize의 두 단계 중 첫 번째 단계의 시작을 알립니다.

1단계: 아이디어
첫 번째 단계에서는 새로운 마이크로 배터리 설계를 위한 최상의 아이디어를 선택합니다. 1단계에서 경쟁업체는 특정 애플리케이션(예: 그리드 모니터링 장치)을 지원하고 특정 성능 목표(예: 특정 저장 용량, 주기 수명, 안전성 또는 재활용 가능성)를 충족하는 마이크로 배터리에 대한 기술 설계 및 회로도를 개발 및 제출합니다. 오늘날 상업적으로 이용 가능한 것.
2단계: 테스트
이 두 번째 단계에서 참가자는 성능 및 안전 테스트를 위해 DOE 국립 연구소에 제출할 수 있는 프로토타입을 만듭니다. 경쟁업체는 또한 설계를 대규모로 제조하는 데 드는 잠재적 비용을 결정하기 위해 노력할 것입니다. 이 콘테스트가 끝날 때까지 참가자는 기술을 상용화하고 제조하기 위한 현실적인 계획을 개발하게 됩니다. 참고: XNUMX단계에서 선발된 사람만 XNUMX단계에 참여할 수 있습니다.

1단계 신청 마감일은 1년 2023월 5일 오후 00시(동부 표준시)입니다. DOE는 1단계에서 각각 $75,000의 상금과 DOE National Laboratories의 성능 및 안전 테스트 서비스로 구성된 최대 XNUMX개의 상을 수여할 것으로 예상합니다. 자세한 정보보기 마감일 및 신청 방법을 포함하여 이 상 기회에 대해. 정보 웨비나 이 상을 위해 개최됩니다 12년 2023월 12일 오후 00시(동부 표준시).

Microbattery Design Prize는 DOE의 Office of Energy Efficiency and Renewable Energy가 주도합니다. 고급 재료 및 제조 기술 사무실 (AMMTO) 에 의해 관리 NREL (National Renewable Energy Laboratory). 를 방문 마이크로 배터리 디자인상 페이지의 American-Made Challenges 웹 사이트

주요 이미지 제공 일리노이 대학.

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