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RSS 자연 에너지

Nature Energy는 온라인 전용 저널로, 에너지의 모든 측면에 관심이 있습니다. 에너지의 생성 및 저장에서부터 분배 및 관리까지, 다양한 행위자들이 관여하는 요구 및 수요, 에너지 기술 및 정책이 다양한 사회에 미치는 영향까지를 포함합니다. 이 저널은 차세대 기술 및 솔루션 개발을 위해 우리의 지식을 발전시키는 연구에 특별한 관심이 있습니다. Nature Energy는 자연 과학, 행동 과학 및 사회 과학에서 연구를 출판합니다.

노트 스레드

FAIR 데이터 원칙을 따르는 운영 중인 집광형 태양광 발전소 데이터용 PAINT 데이터베이스

운영 데이터의 제한된 가용성은 집광형 태양광 발전의 개발을 늦춥니다. 이 문제를 해결하기 위해 Phipps 등은 독일 율리히에 있는 발전소의 다년간 데이터를 수집한 FAIR, 공개 접근 데이터베이스인 PAINT를 개발했습니다.

산업 과잉 생산 능력은 전력 사용의 계절적 유연성을 가능하게 할 수 있습니다.

류 외 연구진은 산업 과잉 생산 능력이 오랫동안 부담으로 여겨졌지만, 재활용될 수 있음을 보여줍니다. 그들은 중국의 알루미늄 부문을 예로 들어, 초과 생산 능력과 자재 저장이 에너지 비용을 낮추는 데 계절적 유연성을 제공할 수 있음을 입증합니다.

촉매가 걸어가는 것을 지켜보다

전기촉매 표면은 동적이지만, 나노미터 규모의 전류와 넓은 영역에 걸친 구조를 상관시키는 방법은 거의 없습니다. 간섭 전기광학 현미경은 이제 50nm 및 10ms 해상도로 전기화학 전류를 영상화하여, MoS2 상의 수소 발생이 특정 결정학적 방향을 따라 시작되고 전파됨을 밝혀냅니다.

음이온 교환막 제로-갭 CO2 전기분해 장치에서 상호 연결된 이온 및 물 수송 이해

저온 음이온 교환막 제로갭 CO2 전기분해 장치에서 장기적인 안정성을 달성하는 것은 염 침전과 플러딩에 의해 방해받는데, 이는 CO2 수송을 제한합니다. 본 관점 논문에서 저자들은 이온 및 물 수송 과정 간의 상호작용을 탐구하며, 셀 가동 시간을 연장하기 위해 둘 다를 동시에 관리할 전략의 필요성을 강조합니다.

글로벌 해운 기후 정책을 전 과정 관점에서 조정하기

IMO Net-Zero Framework는 가격 책정 메커니즘과 연료 표준의 조합을 통해 저탄소 해양 연료 채택을 촉진하지만, 연료 선택은 청정 에너지에 대한 부문 간 경쟁에 달려 있습니다. 정책은 영향이 연료 공급망으로 전이되는 것을 방지하고 토지 이용 및 광물 자원 고갈을 포함한 더 넓은 환경 영향을 해결하기 위해 전 과정 관점을 고려해야 합니다.

글로벌 해운 정책 하에서의 선박 연료 선택 및 관련 전 과정 환경 영향

해운업은 탈탄소화가 어려운 분야로, 에너지 확보 경쟁을 벌이고 있으며 배출량 감축을 위한 효과적인 정책이 필요합니다. 본 연구는 연료 표준과 부과금의 결합이 암모니아와 같은 저탄소 연료의 채택을 가속화할 수 있지만, 다른 환경적 영향을 증가시킬 수 있음을 보여줍니다.

플라스틱 폐기물을 사이클로알케인 제트 연료로 상압 전환하는 탄뎀 수열분해 및 기상 수소화

플라스틱 폐기물을 제트 연료로 전환하는 것은 항공 탈탄소화를 지원할 수 있지만, 현재 접근 방식은 고압 요구 사항과 낮은 효율성으로 인해 제한됩니다. 여기서 저자들은 Ru/Co-Al 산화물 촉매를 사용하는 탠덤 수열분해 및 증기상 수소화 전략을 제시하며, 저압에서 유망한 속도와 수율을 달성합니다.

효율적인 올-페로브스카이트 탠덤을 위한 안정적인 주석-납 페로브스카이트 잉크

저밴드갭 주석-납 페로브스카이트는 태양전지 효율을 높일 수 있지만 주석 산화로 인해 빠르게 성능이 저하됩니다. 본 연구에서 저자들은 300일 이상 잉크를 안정화하는 양성자 제거 첨가제를 첨가하여 24.06%의 단일 셀과 29.56%의 인증된 탠덤 효율을 달성했습니다.

첨가제 보조 액상 매질 어닐링을 통한 페로브스카이트 태양전지의 변형 완화 및 안정성 향상

어닐링 공정은 페로브스카이트에 변형을 유발하고 태양전지의 안정성을 저해합니다. Xiaofeng Gao 외 연구진은 녹을 수 있는 첨가제인 1,4-부탄설탐을 사용하여 변형을 완화하고 작동 안정성을 개선함으로써 이 문제를 해결합니다.

CO2-enabled recovery

양이온 오염은 상업용 양성자 교환막 연료 전지에서 고활성 백금-합금 촉매의 배치를 오랫동안 방해해 왔습니다. 이제 CO2 보조 복구 프로토콜을 통해 작동 중인 셀 내부에서 오염 물질을 제거할 수 있으며, 이는 백금-합금 촉매의 실질적인 전망을 재정의할 수 있습니다.

섬 국가의 복원력 있는 전력 인프라 및 에너지 전환

네이처 에너지(Nature Energy)는 라이너-르무안 연구소(Reiner-Lemoine-Institut)의 오프그리드 시스템 연구 부서 책임자인 폴 베르토(Paul Bertheau)와 함께 화석 연료로부터의 전환 과정에서 전력 및 에너지 접근성에 있어 섬 국가들의 복원력을 강화하기 위한 과제와 접근 방식에 대해 이야기합니다.

미국 전기차 배터리 공급망 확보를 위해서는 국내 조치와 국제 소싱이 필요하다

국내 생산 확대와 수요 측면 전략 실행은 미국 전기차 배터리의 자재 부족을 상당히 줄일 수 있지만, 이러한 노력만으로는 2035년 예상 수요를 충족시키기에는 부족합니다. 미국 배터리 공급을 보장하기 위해 미국은 국내 공급망의 모든 단계에 걸친 투자를 지원하고, 배터리 자재 수요를 줄이고 전환하며, 국제 공급을 계속 확보해야 합니다.

효율적인 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 위한 다용도 증착 공정으로서의 근접 승화

페로브스카이트 태양전지에 대한 연구에 따르면, 생산 규모 확대에는 더 빠르고 신뢰할 수 있는 박막 제조 방법이 필요할 것으로 나타났습니다. 본 연구는 효율적인 단일 접합 및 탠덤 소자를 위한 고품질 광대역 갭 박막을 형성하는 간단한 고속 공정을 소개합니다.

음이온 환원 촉매 중심이 고속 충전 Si 음극의 계면 용매화 구조를 조절합니다.

계면 용매화 구조는 Si 음극에서 안정적인 고속 충전에 핵심입니다. Qiao와 동료들은 S-공극 유도 음이온 환원 촉매가 이러한 구조를 조절하여 LiF가 풍부한 고체 전해질 계면을 형성하고, 이를 통해 초고속 충전과 긴 사이클 수명을 가능하게 한다는 것을 보여줍니다.

수소에서 한 걸음 벗어나

전자 스핀은 전기 촉매 작용에서 종종 고려되지 않지만, 반응 경로를 결정하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다. 새로운 연구에 따르면 키랄(꼬인) 구리는 CO2 전기 환원 중에 스핀 분극된 전하 운반체를 생성하고 원치 않는 수소 발생을 억제할 수 있습니다.

계단식 유전체 층을 사용하여 역방향 바이어스 스트레스에 대한 단일체 페로브스카이트/실리콘 탠덤의 안정성 향상

페로브스카이트/실리콘 탠덤 태양전지는 역방향 바이어스 하에서 열화됩니다. Wang 등은 전기장을 완만하게 하고 터널링 및 계면 반응을 줄여 역방향 바이어스 내성을 향상시키는 등급화된 유전체 층을 도입했습니다.

산소 전극에 대한 균형 잡힌 접근 방식

가역 고체 산화물 전지는 청정 에너지 변환에 유망하지만, 성능과 안정성은 여전히 산소 전극에 의해 제한됩니다. 새로운 연구는 산화물 이온과 전자의 균형 잡힌 수송을 목표로 산소 교환을 가속화하는 설계를 보여줍니다.

향상된 습기 안정성을 갖춘 비캡슐화 페로브스카이트 태양전지를 위한 홀 전달 캐스케이드 엔지니어링 도너 폴리머

수분 안정성은 페로브스카이트 태양전지의 과제입니다. 민호 리 외 연구진은 깊은 최고 점유 분자 궤도(HOMO)를 가진 전자 주개 고분자를 설계하여 소자의 수분 저항성을 향상시켰습니다.

유럽 전역의 정보에 입각한 에너지 정책 지원 예측자

새로운 연구에 따르면 유럽 전역에서 에너지 정책의 사회적 및 환경적 영향, 그리고 분배적 공정성에 대한 사람들의 인식과 정책에 대해 느끼는 감정이 정책 지지와 강하게 연관되어 있는 것으로 나타났습니다.

인식된 사회 및 환경 영향, 공정성, 감정이 유럽의 정책 지지를 예측한다

에너지 정책에 대한 지지는 사회와 환경에 미치는 정책의 영향, 그 영향의 공정성, 그리고 정책 관련 감정에 대한 대중의 인식에 달려 있습니다. 이러한 측면들은 새로운 정책을 설계하고 전달할 때 우선적으로 고려되어야 합니다.

고에너지 인산염 양극재를 위한 조화로운 나트륨 배위 공학

철 기반 다중음이온 양극재는 나트륨 이온 배터리에 유망하지만, 비활성 나트륨 자리와 비가역적인 나트륨 손실로 인해 제한됩니다. 본 연구에서는 저자들은 표적화된 V3+ 치환을 사용하여 나트륨 이온 배위 환경을 조정하고, 비활성 자리를 활성화하며, 고전압 산화환원을 안정화하여 고성능 나트륨 이온 배터리를 구현합니다.

숨어 있는 나트륨 줄이기

철 기반 다중 음이온 전극은 대규모 나트륨 이온 배터리에 유망하지만, 불완전한 나트륨 활용으로 인해 제한됩니다. 이제 연구에 따르면 인산염 기반 전극에서 바나듐 치환을 통해 국부적인 나트륨 배위를 조정하면 추가적인 나트륨 부위가 참여할 수 있게 되어 거의 완전한 나트륨 활용을 가능하게 하고 에너지 밀도 및 사이클 안정성을 향상시킵니다.

전기화학적 CO2 환원 시 생성물 선택성을 제어하는 메커니즘으로서의 카이랄성 유도 스핀 선택성

전기화학적 CO2 환원은 종종 경쟁적인 수소 발생 반응에 의해 방해받아 원하는 생성물에 대한 선택성을 감소시킵니다. 여기서 저자들은 나선형 키랄 구리 전극이 키랄 유도 스핀 선택성 효과를 통해 스핀 분극된 캐리어를 생성함으로써 수소 발생을 억제할 수 있음을 보여줍니다.

분자 주형을 이용한 자기 조립 단분자막의 사전 조립을 통한 페로브스카이트 태양전지 및 모듈의 역방향 바이어스 안정성 향상

페로브스카이트 태양광 모듈은 역방향 바이어스 불안정성을 겪습니다. 이를 해결하기 위해 Wang 등은 폴리카바졸 템플릿과의 수소 결합 상호작용을 통해 자가 조립 단분자막 조립을 촉진합니다.

모든 것을 위한 넷제로 전력 시스템의 통합 계획

새로운 연구는 중간 세기까지 공정한 생활 수준에 대한 공정한 접근을 보장하면서 순 제로 전력 부문을 달성하는 것이 기술적으로 실현 가능하고 경제적으로 실행 가능하다는 것을 보여주는 전 세계적이고 고해상도 전력 시스템 모델을 소개합니다.

초과량의 전자당 방출을 이용한 산소 내성 전기화학적 CO2 분리

전기화학적으로 매개되는 CO2 포집은 일반적으로 CO2 결합 전에 환원되어야 하는 흡착제를 사용하는데, 이 과정은 종종 경쟁적인 산소 환원 반응에 의해 방해받습니다. 여기서 저자들은 중성 상태에서 CO2를 포집하고 전기 산화 시 거의 이론적인 패러데이 효율로 방출하는 N-헤테로고리 이민을 개발했으며, 이는 경쟁 반응을 피합니다.

가역 고체 산화물 셀을 위한 BaCe0.7Zr0.1Y0.1Yb0.1O3−δ 기반 복합 공기 전극

가역 고체 산화물 셀은 산소 전극에서 발생하는 반응의 동역학에 의해 제한될 수 있습니다. 여기서 저자들은 Gd0.3Ca2.7Co3.82Cu0.18O9−δ 촉매를 균형 잡힌 산소 이온 및 정공 전도성 BaCe1−xZrxO3 기반 물질과 복합화하는 것이 성능 향상으로 이어진다는 것을 보여줍니다.

고체 전해질 배터리의 자체 방전율을 설명하기 위한 분석 모델

내부 자체 방전은 전고체 배터리의 보관 수명을 저하시킬 수 있습니다. 이제 전하 손실에 대한 물리화학적 분석은 시간이 지남에 따른 내부 자체 방전이 고체 분리막의 전자 전도도뿐만 아니라 전기화학적 안정성에 의해서도 결정된다는 것을 보여줍니다. 이 모델은 분리막 및 셀 설계에 도움이 될 수 있습니다.

터널 산화물 패시베이션 접점 기술 추진

실리콘 태양전지가 이론적 효율 한계에 가까워짐에 따라 추가적인 성능 향상은 점점 더 어려워지고 있습니다. 두 건의 연구가 현재 주류인 터널 산화물 패시베이션 접촉 기술의 발전을 보여주고 있습니다. 한 연구는 표준 설계에서 보론 이미터와 폴리실리콘을 개선했으며, 다른 연구는 주류 접근 방식의 한계를 극복하는 대안적인 셀 구조를 제안합니다.

고온 고분자 전해질막 연료전지를 위한 구리 이온 가교막

고온 고분자 전해질막 연료전지는 H3PO4로 인한 열화를 상쇄하기 위해 상대적으로 두꺼운 막을 사용하는 경향이 있어 성능을 제한합니다. 여기서 저자들은 얇고 견고한 막을 만들기 위한 동적 금속 이온 가교 전략을 소개하며, 유망한 출력 밀도와 내구성을 달성했습니다.

간섭 전기-광학 현미경을 이용한 나노 변형된 MoS2 상에서의 동적 전기 촉매 과정 이미징

수소 발생 전기촉매의 동적 이질성을 이해하는 것은 필수적이지만, 제한된 시공간 해상도로 인해 어렵습니다. 본 연구에서는 간섭 전기 광학 현미경을 사용하여 MoS2 상에서 수소 발생 활성을 나노미터-밀리초 수준으로 이미징했습니다.

고체 전해질 배터리의 자가 방전율 정량화

내부 자체 방전은 고체 전해질 배터리에서 화학적 퍼텐셜 차이가 분리막을 가로질러 이온과 전자를 이동시켜 저장 중 전하 손실을 유발하기 때문에 성능을 제한합니다. Janek과 Alt는 고체 분리막의 미세한 전자 누설이 가역적인 자체 방전을 어떻게 유발할 수 있는지 보여주는 분석 모델을 제시하며, 분리막 및 셀 설계에 대한 지침을 제공합니다.

확장 가능하고 생체 고분자 기반의 미세 환경을 활용하여 전기화학적 이산화탄소 전환을 통해 2 A cm−2 이상의 전류 밀도로 다탄소 제품을 생산

전기화학적 CO2를 다탄소 생성물로 환원하는 것은 높은 전류 밀도에서 미세 환경 제어의 어려움으로 인해 방해를 받습니다. 여기서 저자들은 전기 촉매에 생체 고분자 코팅을 적용하면 국소 환경이 개선되어 높은 패러데이 효율을 달성하고, 이러한 시스템에서 소수성 물질이 필요하다는 기존의 가설에 도전한다는 것을 보여줍니다.

비수계 전해질에서 제어된 아민 종 형성을 통한 반응성 CO2 포집

탄소 포집과 전기화학적 변환의 통합은 CO2를 가치 있게 만드는 새로운 전략으로 부상하고 있습니다. 본 연구에서는 비양성자성 매질에서 CO2-아민 종 형성을 변화시키는 것이 CO2 흡수를 향상시키고 수소 발생을 억제하여, 배기가스 공급원료를 포함하여 CO 생산에 대한 유망한 패러데이 효율을 달성함을 보여줍니다.

난민을 위한 "전력망 접근 및 전기 공급"

사라 로젠버그-얀센은 스톡홀름 환경 연구소의 선임 연구원으로, 난민 캠프 및 인도적 지원 시스템 내에서 지속 가능한 에너지 및 기후 변화에 대한 UN 정책과 민간 부문 관행에 대한 연구를 수행합니다. 그녀는 Nature Energy와의 인터뷰에서 강제 이주 환경에서의 난민 그리드 및 전력 접근성에 대해 이야기합니다.

유럽의 태양광 보급이 태양광 반동 효과를 고려해야 하는 이유

가정에서 옥상 태양광 패널을 설치하면 '무료' 에너지라는 인식 때문에 전기 소비량이 증가하는 경우가 많으며, 이를 '태양광 반동 효과'라고 합니다. 에너지 시나리오는 이러한 추가 수요를 반영해야 하며, 관련 정책은 시스템 비용과 불공정한 비용 전가를 제한하기 위해 햇볕이 잘 드는 시간 동안의 사용을 장려해야 합니다.

과거 국가 경험을 기반으로 한 전 세계 풍력 및 태양광 발전 성장 확률적 예측

PROLONG는 기술 성장에 대한 데이터 기반 확률 모델로, 2°C 경로와 일치하는 풍력 및 태양광 확장을 예측하며 현재 정책 시나리오보다 빠릅니다. 1.5°C 경로는 예측의 95번째 백분위수를 넘어서며, 이 목표를 달성하려면 상당한 노력이 필요할 것입니다.