日本とオーストラリアのチーム (ニューサウスウェールズ大学と横浜大学) は、文字通り永久に使用できる全固体電池を開発したと発表しました。 そして今、フラッシュバック。
この夏、私は自分のスマートフォンがもうすぐ 4 年になるという事実を少し誇りを持って評価していました。 今日の聖書の時代、 計画的陳腐化 継続的な更新は、最小限のものであっても、18 か月 (またはそれ以下) ごとにデバイスを変更する必要があります。 交換することはあまり考えていませんでしたが、XNUMX月のある暑い日、リアプレートが文字通り目の前で飛び出しました。 はい、ジェット パイロットの座席のように、ボタンを押してパラシュートで脱出します。 は？ 単純: バッテリーが不自然に膨張し、デバイスが「爆発」しました。 火事になったかもしれない、と修理の人は私に言った。
良い。 つまり、悪い。 これはかなり一般的な出来事であり、おそらく読者の多くは同様のことを経験したことがあるからです. しかし、本当に懸念されているのは、このバッテリー寿命の短さによる環境への影響です。特に、再生可能エネルギーを節約するために家庭やほとんどすべての車にこれらのバッテリーが置かれている今ではなおさらです。 この分野の「聖杯」は、はるかに長持ちし、はるかに安定したバッテリーを見つけることです。 この方向の多くの検索についてお話ししましたが、これは信じられないほどです。
わかりました、みんな、あなたは私の注意を引いています。
この驚くべき研究に飛び込む前に、私たちが話していることを理解するための前提. 私たちのほとんどは、動力付きのバッテリーを使用しています リチウムイオンから、XNUMX つの電極 (正と負) とゼラチン状の電解質、および中央にセパレーターがあります。 この電解質により、イオンは リチウム 電極間を移動し、バッテリーが電気エネルギーを蓄えたり放出したりできるようにします。 あ 全固体電池 同様に機能しますが、セラミックまたはガラスの固体電解質を使用します。 これらのより高密度の電解質により、全固体電池はより多くのエネルギーを保持し、リチウムイオン電池よりも高速に動作できます。 このため、長距離電気自動車、バッテリー駆動の航空、さらにはバッテリー駆動の船舶に最適です。
そして今、両方の弱点である持続時間です。 何が起こるのですか？ なぜこれらのバッテリーはこのように「劣化」するのでしょうか? 手短に言ってみる。 場合によっては、正極に存在するリチウム イオンが「アウトロー」電子を引き付けて吸収し、生のリチウム金属の堆積物に変わることがあります。 このプロセスにより、バッテリーで利用可能なリチウムイオンの量が減少する可能性があり、それによって全体の容量が減少します。 動脈内のコレステロールプラークと同じように、これらのリチウム沈着物が蓄積すると (樹状突起と呼ばれるスパイク状に)、細胞内で壊滅的な短絡を引き起こす可能性があります. それはリチウムイオン電池で起こり、現時点では全固体電池ではさらに壊滅的です. 出来上がり。 そして、私の電話はなくなりました。
はい、しかし永遠のバッテリーですか？
ここにいます。 Nature に掲載されたばかりの研究では (いつものように、詳細を知りたい場合はリンクを貼っておきます: あなたはここでそれを見つけることができます）、チームは、リチウム析出物を生成しないほど安定した正極を作成したことを発表しました。つまり、それを使用する全固体電池は実質的に決して劣化しません. これを実証するために、彼らは小さな 300mAh セルを作成し、繰り返しテストしました。 400回の充電サイクルの後、文字通りまだ残っていました 同じ開始容量: 比例的には、Tesla Model 3 LR が充電容量を失うことなく 212.000 km (132.000 マイル) 走行したかのようです。 通常、テスラ細胞は劣化します この距離の後、12% しかし、この新しい電極は、バッテリーの制限がはるかに少ない未来を約束しているようです. バッテリーでさえ、それをホストする車両の寿命を生き延び、新しい車両に「移行」するシナリオが開かれます。
含意: 多くの非常に重要な
今日、 電気自動車の生産 また、そのバッテリーは、生産や必要な抽出活動での炭素排出など、環境に大きな影響を与えます。 しかし、この新しい永久バッテリーにより、電気自動車業界はより持続可能になるでしょう。 走行距離が長くても正常に機能するため、中古EV市場に大きなスペースが開かれます。 つまり、予算に関係なく、誰でも電気自動車を運転できるということです。
メインバッテリーはどうですか？ それらは現在、再生可能エネルギー インフラストラクチャの重要な柱ですが、寿命は限られています。 細胞は約20年間機能します。 現時点では、グリッド バッテリーは 20 年以上使用されていないため、これは問題ではありませんが、交換を開始すると、より多くの炭素排出が発生し、環境に悪影響を与えるマイニングが発生します。 Nature で提示されたような事実上永久的なバッテリーでは、グリッド バッテリーの寿命は無期限であり、これにより、すでに環境に優しい再生可能エネルギー分野での全体的な炭素排出量が大幅に削減されます。
要約すると、この永遠のバッテリーは世界を変えることができますか?
「永遠」という言葉が聞こえが悪く、真実ではないとしても、私はイエスと言うでしょう。 現在のデータによると、かなりの回数のサイクルの後、バッテリーはイオタを動かしていませんが、それはバッテリーが容量を使い果たすことがないという意味ではありません. ところで、他にも考慮すべき要素があります。たとえば、このようなバッテリーを充電するにはどのくらいの時間がかかりますか? どのくらい安全ですか？ いくらかかるでしょうか。 永遠と言うのは簡単です。
それでも、私たちが合理的であり続けるとしても、私たちは歓声を上げる必要があります。これらの研究者が主張するように、信じられないほど長持ちし、エネルギー密度の高いバッテリーを作る方法を見つけた場合、そのような技術の連鎖反応は深刻な影響を与えるでしょう.私たちの未来への影響、そして世界を救うための私たちの取り組みについて... 自分たちから。
