効率的で持続可能なエネルギー貯蔵の需要がピークに達している時代に、ハーバード大学の工学部と応用科学の画期的な開発により、バッテリー技術の分野の新しいベンチマークが設定されています。研究者は、少なくとも6,000の充電と排出サイクルに耐えることができる新しいリチウム金属バッテリーを発表し、ほんの数分以内に完全に充電する能力を誇っています。この革新的な進歩は、バッテリーの使用方法を変えることを約束するだけでなく、電気自動車などの産業でのより実用的なアプリケーションへの道を開くことも約束します。
この研究の中核は、リチウム金属アノードを使用した固体バッテリーの製造にあります。これは、潜在的に革新的なバッテリーの材料に関する新しい洞察を提供した方法です。 「Nature Materials」で最近公開されたこの研究は、リチウム金属陽極の理解と利用において行われた重要な進歩を強調しています。紙の著者であるXin Liは、「リチウム金属陽極帯は、バッテリーの聖杯と見なされています。それらは、市販のグラファイトアノードの10倍の容量を持ち、電気自動車の駆動範囲を大幅に増加させる可能性があります。私たちの研究は、産業用および商業用アプリケーションにおけるより実用的なソリッドステートバッテリーへの重要なステップを示しています。」
これらのバッテリーの設計における最大の課題の1つは、アノード表面上の樹状突起の形成です。これらの根のような構造は、電解質で成長し、アノードとカソードを分離する障壁を突き刺し、バッテリーショートサーキットや火災さえも導きます。 2021年、Liと彼のチームは、多層バッテリーを設計することでこの問題に取り組み、アノードとカソードの間にさまざまな安定性のさまざまな材料を散在させました。この多層的なマルチマテリアル設計は、リチウム樹状突起を完全にブロックするわけではありませんでしたが、制御され、浸透が含まれていました。
彼らの最新の研究では、チームはマイクロメートルサイズのシリコン粒子をアノードに組み込むことでさらに進歩しました。このアプローチは、リチオン反応を縮小し、厚いリチウム金属の均一な電気めっきを促進し、樹状突起の形成を効果的に防止します。さらに、電気めっきおよび剥離プロセスは平らな表面で迅速に発生する可能性があり、バッテリーをわずか10分で完全に充電できるようにします。
実験段階では、ポーチバッテリーの作成は、大学の研究室で生産されているほとんどのコインバッテリーの10〜20倍の郵便切手のサイズのサイズです。驚くべきことに、このバッテリーは、6,000サイクル後でも容量の80％を維持し、現在市場に出回っている他のポーチバッテリーよりも優れています。
ハーバードからのこの革新は、単なる学業以上のものです。バッテリー技術の前進を意味します。容量、安全性、効率が向上したため、LIと彼のチームによって開発されたリチウム金属バッテリーは、特に電気自動車におけるエネルギー貯蔵と使用量に革命をもたらす可能性を秘めており、より持続可能でエネルギー効率の高い未来への旅の重要なマイルストーンを示しています。
投稿時間：1月12日 - 2024年
