バッテリーが永久に使えるとしたらどうなるでしょうか? 化学の学生が偶然その方法を発見した

UCIの研究者は、将来のバッテリーの製造方法を変える可能性のある技術を発明しました。 永久に持続し、車や家庭に電力を供給することもできるバッテリーを想像できますか? 献身的な努力が幸運に恵まれた場合、その成果が現れ、将来のエネルギー消費に大きな影響を与える驚くべきイノベーションが発見されることがあります。 そしてそれは、カリフォルニア大学アーバイン校での博士課程の期間中に、化学学生のミャ・レー・タイが偶然、バッテリーを永久に充電できる可能性のある技術を開発したことによるものでした。 無制限に再充電できるナノワイヤーベースのバッテリー素材により、交換の必要のないバッテリーに一歩近づきます。

マイアは、金ナノワイヤのセットを非常に薄いゲル層でコーティングするまで、研究室でさまざまな材料を試していました。 ワイヤをこの薄いゲルに包むことにより、コンデンサのフィラメントは数十万回の充電の下でもその特性を維持します。

画像提供：UCIニュース

の研究者によって開発されました。カリフォルニア大学アーバイン校、この画期的な発明は、コンピュータ、スマートフォン、電化製品、自動車、宇宙船の寿命を大幅に延ばす可能性があります。 科学者たちは長い間、ナノワイヤーを電池に使用することを試みてきました。 ナノワイヤーは人間の髪の毛よりも数千倍細い一方で、導電性が高く、電子の蓄積と伝達のための表面積が大きいのが特徴です。 ただし、そのサイズにより非常に壊れやすく、繰り返しの放電と再充電に対する耐性がほとんどありません。 一般的なリチウムイオン電池では、膨張して脆くなり、亀裂が発生します。

UCIの研究者らは、金ナノワイヤを二酸化マンガンのシェルでコーティングし、そのアセンブリをプレキシグラス状のゲルでできた電解質で包むことで、この問題を解決した。 この組み合わせは信頼性が高く、障害に強いです。 Mya Le Thai 氏が発明した技術を使用して、チームは 3 か月間で約 200,000 回の充電サイクルに耐えるプロトタイプを開発しました。 その結果、電力や容量の損失は検出されず、ナノワイヤの破損も検出されませんでした。 「あれはクレイジーだった」とUCI化学部門長のレジナルド・ペナー氏は語った。「なぜなら、これらのものは通常、せいぜい5,000、6,000、または7,000サイクル後に劇的な方法で消滅するからです。」

「Power of I – Nanobattery at UC Irvine」によるビデオ静止画 ©UCI

UCIのチームは、粘液がバッテリー内の金属酸化物を可塑化し、柔軟性を与え、亀裂を防ぐと考えている。 「コーティングされた電極はその形状をより良く保持するため、より信頼性の高い選択肢になります」とタイ氏は述べています。 「この研究は、ナノワイヤベースの電池電極が長寿命であること、そしてこの種の電池を現実化できることを証明しています。」

「Power of I – Nanobattery at UC Irvine」によるビデオ静止画 ©UCI

この研究は、米国エネルギー省の基礎エネルギー科学部門からの資金提供を受けて、メリーランド大学の電気エネルギー貯蔵用ナノ構造エネルギーフロンティア研究センターと連携して行われた。

「Power of I – Nanobattery at UC Irvine」によるビデオ静止画 ©UCI

プロジェクト情報:

開発者:カリフォルニア大学アーバイン校 (UCI) の研究者

発明者:化学の学生、ミャ・レー・タイ