スウェーデンのチャルマーズ工科大学は、「構造物としてのエネルギー貯蔵」の分野で革新的なイノベーションを達成しました。
研究者らは、エネルギー源と耐荷重材料の両方として機能する世界最強の構造電池を開発しました。このイノベーションは、自動車、飛行機、電子機器の重量を大幅に軽減し、エネルギー効率を根本的に改善する可能性を秘めています。たとえば、ラップトップの重量を半分にし、超薄型の携帯電話を作成し、1 回の充電で電気自動車の航続距離を最大 70% 延長する可能性があり、持続可能なテクノロジーにおける大きな進歩となります。
「私たちは、アルミニウムと同じくらい剛性があり、商業的に使用できるほど十分なエネルギー密度を備えた炭素繊維複合電池を作成することができました。人間の骨格と同じように、バッテリーは同時にいくつかの機能を持っています。」 Richa Chaudhary 氏、チャーマーズの研究者であり、最近 Advanced Materials に掲載された科学論文の筆頭著者です。
構造電池の研究は、Chalmers で長年にわたって継続されており、一部の段階では、スウェーデンのストックホルムにある KTH 王立工科大学の研究者と共同で行われています。 レイフ・アスプ教授とその同僚が2018年に、硬くて強力な炭素繊維がどのように電気エネルギーを化学的に蓄えることができるかについての最初の結果を発表したとき、その進歩は大きな注目を集めた。炭素繊維がリチウムイオン電池の電極として機能するというニュースは広く報道され、その結果は権威ある物理学会によって今年のトップ10の発見の1つとしてランク付けされました。
カーボンファイバーバッテリー
それ以来、研究チームは、剛性とエネルギー密度の両方を高めるというコンセプトをさらに発展させました。前回のマイルストーンは2021 年に追加され、そのときバッテリーのエネルギー密度は 24 ワット時/キログラム (Wh/kg) で、これは同等のリチウムイオンバッテリーの容量の約 20% でした。現在は30Wh/kgに達しています。この値は現在のバッテリーよりもまだ低いですが、条件は大きく異なります。
バッテリーが構造の一部であり、軽量の素材で作成できる場合、車両の総重量が大幅に軽減されます。車の構造自体がバッテリーの一部になれば、たとえ密度がまだ高くなくても、重量の削減、つまり車の移動に必要なエネルギーの削減が顕著になります。
多機能特性の点で、新しいバッテリーは以前のバッテリーの 2 倍優れており、実際、これまでに世界で最高のものです。レイフ・アスプ、チャーマーズ大学産業・材料科学部教授
車両の設計では安全性が基本であり、耐久性と軽量性の両方を備えた材料が必要です。 Chalmers の研究チームが開発した構造電池セルはこの分野で優れており、弾性率で測定した剛性が 25 から 70 ギガパスカル (GPa) に大幅に増加しました。 2007 年から構造電池を研究している Leif Asp 氏は、この進歩を強調します。「多機能特性の点で、新しい電池は以前の電池の 2 倍優れており、実際、これまでに世界で作られた中で最高のものです。」
自動車に加えて、これらのバッテリーの他の用途も考えることができます。たとえば、クレジットカードと同じくらい薄い携帯電話や、現在のものの半分の重さのラップトップが最も近いと想像できます。また、自動車や飛行機の電子機器などのコンポーネントが構造用バッテリーから電力を供給されている場合もあります。輸送業界の困難なエネルギー需要を満たすには大規模な投資が必要ですが、これはテクノロジーが変化をもたらす可能性がある分野でもあります」と自動車業界や航空宇宙業界からの大きな関心に注目しているリーフ・アスプ氏は言う。
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記事「 構造電池: スウェーデンの大学は、耐荷重要素として機能する堅牢なグラスファイバーを作成し、電池は経済シナリオから来ています」。
これは、Sun, 15 Sep 2024 14:12:20 +0000 の https://scenarieconomici.it/batterie-strutturali-universita-svedese-realizza-una-robusta-fibra-di-vetro-che-puo-fungere-da-elemento-portante-e-da-batteria/ で Scenari Economici に公開された記事の自動翻訳です。