실험실 코트를 입은 Yan Wang은 견인하고 검은 물질이 들어있는 큰 비이커를 봅니다

미리 충전

리튬-이온 온라인 슬롯 전력 전자 장치 및 전기 자동차이지만, 이러한 유비쿼터스 에너지 저장 장치는 화학과 관련된 문제로 인해 재활용되지 않습니다. WPI 기계 엔지니어 인 Yan Wang의 연구를 바탕으로 한 새로운 회사가 실행 가능한 재활용 기술을 시장에 출시 한 최초의 회사 일 수 있습니다. 그리고 그것은 모두 우정과 직감으로 시작되었습니다.
2018 년 3 월 12 일
사진
Patrick O'Connor

1991 년에 처음으로 상용화 된 리튬 이온 온라인 슬롯는 휴대용 전자 장치 및 전기 및 하이브리드 차량의 사실상 전원이되었습니다. 고 에너지 밀도와 경량으로 평가되는이 충전식 에너지 저장 장치의 글로벌 시장은 2016 년에 300 억 달러가 넘었으며 2022 년까지 70 억 달러에 가까울 수 있습니다..

장미 빛 예측을 제외하고, 리튬 이온 온라인 슬롯는 에너지 소비 및 제조와 관련된 환경 문제를 포함하여 단점을 가지고 있습니다 (이 페이지 끝에서 이야기를 참조하십시오). 그러나 제조업체와 고객이 직면 한 가장 중요한 문제 중 하나는 온라인 슬롯가 유용한 삶의 끝에 도달 할 때 발생합니다.

리튬 이온 온라인 슬롯 캐소드는 일반적으로 리튬, 코발트, 니켈, 철 및 망간 혼합물로 만들어졌지만 특정 온라인 슬롯에 사용 된 정확한 비율은 결정하기가 불가능할 수 있습니다. 이러한 재료를 완전히 복구하려면 재활용기가 화학에 의해 온라인 슬롯를 분류 할 수 있어야합니다. 일반적으로 불가능하기 때문에 대부분의 재활용 업체는 단순히 장치를 태워 일부 재료 (리튬은 아니지만)가 구제 될 수있는 슬래그를 생산합니다..

실제로 약 10 %만이 재활용됩니다. 나머지는 쓰레기로, 풍부한 위험 물질을 환경에 넣습니다. 그리고 대부분의 온라인 슬롯 부품은 재사용되지 않기 때문에 제조업체는 점점 더 많은 원자재를 수입해야합니다.

이 글로벌 문제에 대한 해결책은 수평선에있을 수 있습니다. 7 년 전 WPI에서 신진 우정과 직감으로 시작되었습니다.

Yan Wang
Yan Wang
저는 슬롯 사이트에서 William Smith Foundation Dean의 기계 공학 교수입니다. WPI에 합류 한 이후, 나는 연구에 매우 적극적이었습니다. 현재 내 실험실은 리튬 이온 BA를 포함한 새로운 전극 및 에너지 저장을위한 재료에 중점을 둡니다.무료 슬롯 사이트 | 우스터 폴리 테크닉 연구소
Chev Right 오른쪽을 가리키는 중공 화살표의 아이콘 화살표 오른쪽 오른쪽을 가리키는 화살표의 아이콘 더 읽기

the리튬 이온 온라인 슬롯 재활용프로세스는 Yan Wang의 실험실에서 개발되었습니다. 상업용 온라인 슬롯 캐소드를 만드는 데 사용되는 분말과 먼저 작업하면서 실제 온라인 슬롯로 옮겼습니다. 실제 온라인 슬롯로 옮겼습니다. 그들은 다른 장비를 사용하여 케이싱, 양극의 흑연, 분리기의 알루미늄 등의 재료로 파쇄 된 비트를 대략적으로 분리했습니다. Wang은“우리는이 온라인 슬롯를 만드는 데 들어가는 대부분의 재료를 재사용 할 수 있기를 원합니다. "우리의 목표는 무세포 재활용 과정을 고안하는 것입니다."

새로운 솔루션

무료 슬롯 사이트 | 우스터 폴리 테크닉 연구소2010 년 WPI에 합류하여 MIT의 아직 Ming Chiang 실험실에서 박사후 박사 시간을 보냈습니다. 세계적으로 유명한 재료 과학자이자 에너지 저장 전문가 인 Chiang은 고급 리튬 이온 온라인 슬롯 개발자 인 A123 Systems를 포함한 여러 회사를 설립했습니다. 왕은 자신의 고문의 기업가 적 열정에 깊은 인상을 받았다고 말합니다.

“그에게서 좋은 연구를하는 것만으로는 충분하지 않다는 것을 알게되었습니다.”라고 그는 말합니다. "당신은 또한 그것을 상업화하려고 노력해야합니다."

Wang은 최종 목표를 염두에두고 WPI 경력 초기에 여러 연구 프로젝트를 시작했습니다. WPI 경력 초기에는 태양열 및 풍력 배열로 생산되는 전력을 저장할 수있는 흐름 온라인 슬롯의 에너지 밀도를 높이기위한 것입니다. 이 단위에 일반적으로 사용되는 전해질 용액을 니켈과 아연 입자의 두꺼운 현탁액으로 대체 한 그의 혁신은 그에게 $ 40,000를 won습니다.촉매 상매사추세츠 청정 에너지 센터에서

Wang이 도착하기 1 년 전, WPI와 Colorado School of Mines가 설립되었습니다자원 복구 및 재활용 센터(CR3), NSF (National Science Foundation) 산업-대학 협력 연구 센터 (I/UCRC). 주도Diran Apelian, WPI의 창립 이사금속 가공 연구소, CR3은 산업과 협력하여 제조 공정 전반에 걸쳐 재료를 복구, 재활용 및 재사용하는 새로운 기술을 개발합니다.

시작 견적 시작 견적의 아이콘
아직 미팅 치앙에서 나는 좋은 연구를하는 것만으로는 충분하지 않다는 것을 알게되었습니다. 당신은 또한 그것을 상업화하려고 노력해야합니다. 시작 견적 시작 인용의 아이콘
  • Wan Yang

CR3의 교수진과 학생들은 거의 20 명의 업계 회원이 자금을 지원하는 프로젝트를 수행합니다. Wang의 Catalyst Award 우승 후Apelian리튬 이온 온라인 슬롯 재활용에 관한 프로젝트를 수행하도록 요청했습니다. "나는 얀을 즉시 좋아했고 우리는 좋은 친구가되었습니다."Apelian“그는 좋은 아이디어를 가지고 있으며 그의 생각에 기업가입니다. I이 연구가 어디로 이어질지 확신하지만 직감과 함께갑니다. 리튬 이온 온라인 슬롯는 큰 성장 시장이 될 것이며 결국 재활용해야합니다.”

Wang이 연구를 시작했을 때 그는 경쟁이 거의 없다는 것을 알게되었습니다. "그때 온라인 슬롯 재활용 작업을하고있는 사람은 거의 없다"고 그는 말했다. "내 연구에 대한 이야기를 전달할 때 관심은 거의 없었습니다. 그러나 오늘날 많은 동료들이 저와 협력하고 싶어합니다."

Wang은 Achilles의 리튬 이온 온라인 슬롯 재활용 발 뒤꿈치 인 Cathode Chemistry에 처음 집중했습니다. 그는 음극의 메이크업에 관계없이 온라인 슬롯에 맞는 재활용 과정을 고안 할 수 있는지 궁금했습니다. 그는 온라인 슬롯 제조업체가 음극을 제조하고 함께 혼합하는 데 사용하는 분말을 구입하여 시작했습니다. 재활용기가 온라인 슬롯 더미를 파쇄하고 내부를 같은 빈으로 던지는 것처럼.

시행 착오를 통해 Wang,Apelian및 대학원생HaiyangZou는 혼합물에서 불순물을 제거하고 리튬, 코발트, 니켈 및 망간으로 구성된 솔루션을 생성하는 현재 정식 화학 공정을 강타했습니다. 최종적이고 중요한 단계에서, 용액은 원하는 화학으로 새로운 음극 분말을 촉진하도록 조정될 수있다..

Wang은 자신이 돌파구를했다는 것을 알았습니다. 다음 단계는 프로세스가 실제 온라인 슬롯와 함께 작동하는지 확인하는 것이 었습니다. “NSF는 I/에서 나오는 유망한 기본 연구에 자금을 지원하는 프로그램을 가지고 있습니다.UCRCS,”Apelian"우리는 궁극적 으로이 작업에 대한 두 가지 연구 상을 받았습니다."

Yan Wang의 리튬 이온 온라인 슬롯 재활용 공정을 사용하여 회수 된 음극 분말을 함유 한 바이알

물 테스트

CR3 및 NSF 펀드를 사용하여 Wang은 그의 프로세스가 파쇄 된 온라인 슬롯에서 추출한 혼합 캐소드 재료와 잘 작동했음을 보여 주었지만, 생산 된 캐소드 파워는 아직 상업적으로 이용할 수있는 사람들과는 동일하지 않았다고 Boston에서 PHD를 얻은 박사후 연구원 인 Eric Gratz는 말한다.

“온라인 슬롯에 사용되는 재료는 구형 입자로 만든 세라믹입니다. 올바른 모양과 밀도가 있어야하며 불순물이 없어야합니다. 우리는 이론적으로 이러한 사양을 달성 할 수 있었지만 여전히해야 할 일이 있었음을 보여주었습니다.”.

More, 긍정적 인 결과는 Wang에게 첫 번째 회사의 기초가 될 수 있다고 확신했습니다. 그는 NSF의 I-Corps 프로그램에 성공적으로 적용하여 연구원들이 잠재 고객의 조사에 아이디어를 드러내도록 장려합니다. 이 프로그램은 연구원이 기술 책임자로서 기업가의 리드와 협력해야합니다. Gratz는 그 역할을 채우기 위해 앞으로 나아갔습니다.

Wang askTodd Keiller, WPI의 지적 재산 및 혁신 이사, 프로젝트에 멘토로 참여했습니다. 2014 년 말 Wang, Gratz 및 Keiller는 온라인 슬롯 제조업체 및 최종 사용자, 특히 자동차 회사를 포함한 고객과 대화하기 위해 길을 갔다. 이 보조금은 최소 100 개의 고객 인터뷰가 필요합니다. WPI 팀은 137을 완료했습니다.

이미 실험실에서 하루에 1 킬로그램의 온라인 슬롯를 재활용하여 최소 50 킬로그램으로 공정을 확장 할 수 있음을 이미 보여 주면 온라인 슬롯 리소스는 이제 Worcester의 파일럿 공장에서 매일 500 킬로그램 또는 반 톤의 온라인 슬롯를 재활용하려고합니다. 이번 여름에 운영 될 것으로 예상되는이 공장은 본격적인 상업화 전 회사의 최종 장애물을 나타냅니다.

회의는 재활용 혁신의 상업적 가치를 확인하고 팀이 새로운 회사가 온라인 슬롯 생태계에 어떻게 적합 할 수 있는지에 대한 더 나은 감각을 주었다. 경험에 활력을 불어 넣어 Wang,GratzApelian설립온라인 슬롯자원. Wang은 학업 게시물을 유지하기로 선택한 회사의 최고 과학자가되었으며GratzCEO의 역할을 가정했습니다.

Apelian는 자신의 업계 네트워크를 이끌어 냈으며, 현재의 의장을 맡고있는 저명한 이사회를 조립했습니다. 회원은A123창립자 인 아직 미팅 치앙; CCP Equity Partners의 WPI 관리 위원이자 관리 파트너 인 Mike Aspinwall '75; 피어슨Spaght, Fletcher의 창립 파트너Spaght벤처; 그리고 금속 및 플라스틱의 주요 재활용자인 WTE Corp.의 창립자이자 회장 인 David Spencer.

withKeiller의 도움, 창립자들은 WPI의 조언을 찾았습니다Tech Advisors Network(Tan), 80 명 이상의 동문, 교수진, 직원 및 경험이 풍부한 혁신가, 기업가 및 투자자 그룹. 온라인 슬롯 산업에서 일한 동문을 포함한 황갈색 팀은 다음 단계를 통해 온라인 슬롯 자원에 배정되었습니다.

첫 번째 중 하나는를 입력하는 것이 었습니다.Masschallenge경쟁그리고 Wang의 두 번째 촉매 상. “I 코프 경험과 황갈색 입력은 수천 명의 사람들 앞에서 큰 무대에서 발표 할 프레젠테이션을 위해 Eric을 잘 준비했습니다.”Keiller“온라인 슬롯자원 didn't 승리, 회사는 3,000 명의 지원자 풀 중 25 명의 결선 진출 자 중 한 명입니다.”

Yan Wang (스탠딩) 및 Eric Gratz (책상)는 온라인 슬롯 자원을위한 파일럿 플랜트로 변형되는 공간에서

처음으로 시장에서

더 큰 승리는 온라인 슬롯 자원을 기다리고있었습니다. 2015 년 후반 에이 회사의 재산은 NSF 소기업 기술 이체 보조금과 1 백만 달러의 상을 수상했습니다.미국 고급 온라인 슬롯 컨소시엄(USABC), 미국의 "Big Three"자동차 제조업체 (Fiat Chrysler, Ford 및 General Motors)의 협력. USABC 펀드 (절반은 미국 에너지 부에서 나왔습니다)는 재활용 공정을 확장하고 회수 된 캐소드 전력으로부터 실제 자동차 온라인 슬롯를 생산하는 것을 목표로하는 프로젝트를위한 것이 었습니다..

Gratz는 자금의 유입으로 인해 대학을 떠나 온라인 슬롯 자료를 풀 타임으로 일할 수 있다고 말했습니다. "사람들은 당신이 풀 타임 직원이라면 당신을 더 진지하게 받아들입니다."라고 그는 다음과 같이 지적합니다.

Wang의 왼쪽 원자로에서 복구 된 온라인 슬롯
화학 물질은 새로운 캐소드 재료로 바뀝니다. 그의
프로세스는 소비 된 재활용뿐만 아니라 고유합니다
lbatteries, 그러나 새로운 것을 만드는 데 드는 비용은 낮아집니다.

USABC 프로젝트의 일원으로서 WPI는 A123에 하청 계약을 수여하여 Wang의 팀이 재활용 된 온라인 슬롯에서 생산 한 음극 재료 (Argonne National Laboratory에 의해 독립적으로 검증되었습니다) 및 새로운 온라인 슬롯를 구성하고 테스트하기 위해 재료를 생산했습니다. Wang은 결과가 우수하다고 말합니다. 캐소드 재료는 이제 상업적으로 사용 가능한 것만큼 우수하지만 80 %의 비용으로 온라인 슬롯는 공개 시장에서 사용할 수있는 것과 동일합니다..

USABC 프로젝트가 시작되면서 Wang은 컨소시엄에서 다른 상을 신청하여 회사가 자동차 제조업체의 재활용 요구를 어떻게 충족시킬 수 있는지를 더 탐구 할 것으로 예상하며, 사실상 전기 차량의 함대를 크게 확장하기 위해 노력하고 있습니다. 그 동안 온라인 슬롯 리소스는 시장을 향한 또 다른 대담한 추진력을 만들고 있습니다. 2017 년 말 우스터의 산업 건물에 5,000 평방 피트의 공간을 임대하여 재활용 과정을위한 파일럿 플랜트를 설립했습니다.

파일럿 플랜트는 NSF Small Business Innovation Research Grant에 의해 자금을 지원 받고 있습니다. 가속기 기금을 통해 WPI의 자금; 매사추세츠 Cleantech Accelerator Fund 및 Angel Investors의 기금; 그리고 가장 중요한 것은 회사에 30 %의 소유권 지분을 차지한 주요 온라인 슬롯 제조업체의 자금을 주입하는 것을 포함하여 가장 중요한 벤처 자금을 제공합니다. (Keiller는 벤처 펀딩으로 온라인 슬롯 자료가 회사의 3 가지 특허 출원 비용에 대해 WPI를 상환하기 시작할 것이라고 말했습니다.)

파일럿 플랜트가 예상 한대로 수행되면 다음 단계는 주요 온라인 슬롯 제조업체 및 수집가 근처에 위치한 전체 규모의 재활용 공장 (하루에 5 톤의 온라인 슬롯를 처리 할 수 있음)을 구축 할 수있는 기회를 모색 할 것입니다. (Wang은 온라인 슬롯 리소스가 고유 한 재활용 기술을 다른 회사에 라이센스를 부여하여 수익을 창출 할 것이라고 말합니다.)

제목
명예로운 James P. McGovern
Body

미국 국회의원 (D-Mass.)

다음은 Dennis D. Berkey 대통령의 취임 연설에서 발췌 한 것입니다 :

"WPI에 오기 전에, 나는 McGovern 하원 의원의 작업에 대해 거의 충분히 알지 못했습니다. 더 최근에는 그가 우리 지구가 직면 한 문제를 얼마나 깊이 이해하고 추구하는지 감사하게 생각해 보았습니다. 많은 사람들이 Worcester 지역에서 직면 한 주요 문제이며, 직업과 건강 관리에 이르기까지, 우리 정책에 대한 외교관에서, 그리고 우리는 정책에 대해, 그리고 우리는 정책에 대해, 그리고 우리는 고려했습니다. 우리는 최고 수준의 대표단 McGovern WPI의 대통령 메달에 대한 그의 이름, 오늘의 날짜, 'Statesman'이라는 단어로 발표 할 수있게되었습니다.

2005 년 5 월 20 일, Dennis D. Berkey 대통령의 취임 중에 공식적인 설치 후 Berkey 박사의 첫 공식 행위로 발표되었습니다.

확장 시작
OFF

아망하는 미래

지난 12 월 B2B 리서치 회사 인 Marketsandmarkets는 리튬 이온 온라인 슬롯 재활용 시장이 2030 년까지 18 억 달러 (2017 년)에서 237 억 달러 이상으로 성장할 수 있다고 추정했으며, 대부분의 성장은 차량 온라인 슬롯의 급속한 요구로 인해 발생했습니다. Apelian은“이것은 거대합니다. "이것은 대기업 일 수 있습니다. 숫자를 넣을 수는 없지만 매우 유망합니다."

93803_94169

Wang의 경우, 온라인 슬롯 리소스의 기회를 예상 할 때, 그는 또한 다음 기업가의 기회에 대해 생각하고 있습니다. 리튬 이온 온라인 슬롯 전극을 만들기 위해 두 번째 회사를 설립 한 후 (아래 이야기 참조), 그는 하나 더 채울 틈새 시장을보고 있습니다. "나중에 우리는 온라인 슬롯의 모든 재료를 생산하기 위해 재료 회사가있을 것"이라고 그는 말합니다. "그러면 재료, 제조 및 재활용으로 우리는 진정으로 루프를 닫을 것입니다.".

WPI Journal, Spring 2018 Edition에 첫 번째 게시

전기 및 하이브리드 차량에 사용하도록 설계된 리튬 이온 온라인 슬롯 팩

더 나은 전극을위한 경주

리튬 이온 온라인 슬롯 제조업체에는 에너지 문제가 있습니다. 온라인 슬롯의 전극을 만드는 현재 공정은 리튬 화합물의 슬러리 또는 바인더 및 독성 용매와 혼합 된 흑연을 사용합니다. 혼합물을 금속 전류 수집기 스트립에 뿌린 다음 건조시킨다. 용매는 재사용되도록 수집하고 환경 오염을 방지한다. 비싸고 장기적인 과정입니다.

 

WPI Research Labs에서 두 회사가 분리되어 더 간단한 프로세스를 테스트하고 있습니다. 하나는 AM 온라인 슬롯이고, 다른 하나는 Yan Wang의 실험실에서 나오는 스타트 업입니다. Wang은 미주리 과학 기술 대학교에서 Heng Pan을 통해 첨가제 제조를 사용하여 전극을 만드는 과정을 개발하고 있습니다. 공정은 양극 또는 음극 재료의 건조 분말 및 전류 수집기에 정전기 적으로 분무되는 바인더로 시작합니다. 그런 다음 코팅 된 수집기는 한 쌍의 핫 롤러를 통과하여 전극을 설정된 두께로 압축합니다. Wang은 실험실 연구에 따르면 Massachusetts Clean Energy Center에서 2017 Catalyst Award를 수상한 프로세스는 온라인 슬롯 비용을 20 %까지 줄일 수 있으며 전기 화학적 특성이 향상 된 유닛을 생산할 수 있다고 밝혔다. Wang은 현재 스케일 업 시설에 자금을 지원하기 위해 벤처 캐피탈을 찾고 있습니다.

 

다른 하나, 운동 온라인 슬롯 - Diran Apelian 및에 의해Aaron Birt, WPI의 재료 과학 및 엔지니어링 박사 과학 및 2017 Forbes 30 미만의 제조 및 산업 분위기의 박사 후보자-건식 파우더로 시작하지만 레이저 보조 콜드 스프레이라는 프로세스를 사용하여 도체에 분말을 퇴적시킵니다. 차가운 스프레이에서 입자는 초음속 속도로 가속되어 기판에 융합됩니다. 매사추세츠 기술 이적 센터에서 4 만 달러의 상을 수상한 10,000 달러의 칼레니아 어워드 (WPI 학생, 교직원 및 동창생의 혁신을 발전시키기위한 종자 기금을 제공 함), Apelian 및 Birt는 더 나은 특성으로 더 저렴한 온라인 슬롯를 만들 수있는 프로세스에 타격을 입을 수 있다고 생각하며, 모든 규모의 맞춤형 캐소드를 생산할 수 있다고 생각합니다.

 

“AM 온라인 슬롯와 운동 온라인 슬롯는 거대한 시장이 될 수있는 것의 일부를 얻기 위해 정면으로 경쟁하고 있습니다.”라고 Apelian은 말합니다. "진실하기 위해, 나는 어느 쪽이이기는 지 상관하지 않습니다. 우승자가 우리 회사 중 하나가 아니라 다른 사람이 아니기를 바랍니다!"

이 기사는 원래 WPI 저널에 게시되었습니다. 최신 문제는를 방문하십시오.WPI Journal웹 사이트.