ウィーン工科大学の研究者は、リチウムイオン電池よりも寿命が長いセラミック材料をベースにした酸素イオン電池を開発しました。
新しいバッテリーは再生可能で、希少元素を必要としないため、大規模なエネルギー貯蔵システムに最適なソリューションです。
電池のエネルギー密度はリチウムイオン電池よりも低くなりますが、長寿命で不燃性であることが強みです。
ウィーン工科大学の科学者は、セラミック材料に基づく新しい酸素イオン電池の化学を発明しました。劣化しても再生できるので、寿命が非常に長い可能性があります。また、希少元素を必要とせず、不燃性です。大規模なエネルギー貯蔵システムの場合、これは最適なソリューションになる可能性があります。
リチウムイオン電池は、電気自動車からスマートフォンまで、今日非常に人気があります。しかし、これは、それらがすべてのアプリケーション セクターにとって最適なソリューションであることを意味するものではありません。ウィーン工科大学は、いくつかの重要な利点を持つ酸素イオン電池の開発に成功しました。リチウムイオン電池のような高いエネルギー密度は得られませんが、蓄電容量が時間の経過とともに取り返しのつかないほど減少することはありません。再生できるため、非常に長い寿命が得られます。
さらに、酸素イオン電池は、希少元素を使わずに製造でき、不燃材料で作られています。新しいバッテリーのアイデアの特許出願は、スペインのパートナーと一緒にすでに提出されています。酸素イオン電池は、再生可能エネルギー源から電力を蓄えるなど、大規模なエネルギー貯蔵システムにとって優れたソリューションとなる可能性があります。
「混合導電性酸化物電極に基づく酸化物イオン二次電池」の研究に関する記事が、Advanced Energy Materials誌に掲載されました。
ウィーン工科大学化学・分析技術研究所のアレクサンダー・シュミット氏は、次のように述べています。これにより、これらの材料がバッテリーの製造にも適しているかどうかを調査するというアイデアが得られました。」
ウィーン工科大学のチームが研究したセラミック材料は、2 重に負に帯電した酸素イオンを吸収および放出できます。電圧が印加されると、酸素イオンはあるセラミック材料から別のセラミック材料に移動し、その後再び移動することができるため、電流が発生します。
Jürgen Fleig 教授は次のように説明しています。しかし、私たちの素材にはいくつかの重要な利点があります。」
セラミックは不燃性であるため、リチウムイオン電池でよく発生する火災事故はほとんどありません。また、高価であるか、環境に有害な方法でしか採掘できない希少元素は必要ありません。
Tobias Huber 氏は次のように説明しています。入手困難なアイテムを比較的簡単なアイテムに置き換えることができます。」
プロトタイプのバッテリーはまだランタンを使用しています。これは、まったく珍しいわけではありませんが、完全に一般的でもありません。しかし、ランタンも安価なものに置き換える必要があり、その方向に沿った研究はすでに進行中です。多くのバッテリーに使用されているコバルトやニッケルは一切使用されません。
新しいバッテリー技術の最も重要な利点は、潜在的な寿命です。 「多くのバッテリーには、ある時点で電荷担体が動かなくなるという問題があります」と Alexander Schmid 氏は述べています。 「その後、発電に使用できなくなり、バッテリー容量が減少します。多くの充電サイクルの後、これは深刻な問題になる可能性があります。」一方、酸素イオン電池は問題なく再生できます。副反応によって酸素が失われた場合、その損失は大気中の酸素で簡単に補うことができます。
酸素イオン電池は、リチウムイオン電池で慣れ親しんだエネルギー密度の約 3 分の 1 しか達成できず、200 ～ 400°C の温度で動作するため、新しい電池のコンセプトはスマートフォンや電気自動車向けではありません。ただし、この技術は、エネルギー貯蔵にとって非常に興味深いものです。アレクサンダー シュミットは次のように述べています。エネルギー貯蔵モジュールで満たされた建物全体を構築する場合、エネルギー密度の低下と動作温度の上昇は決定的な役割を果たしません。しかし、この場合、私たちのバッテリーの強みは特に重要です。長い耐用年数、希少元素なしでこれらの材料を大量に生産する可能性、およびこれらのバッテリーには火災の危険がないという事実です。 」
そのため、リチウムはより高い電荷密度を持っていますが、同時に、酸素イオンを含むものよりもはるかに長持ちし、コストがはるかに高くなります.したがって、一部の用途では、研究が時間の経過とともに密度を改善し、この技術の使用温度を下げることを考慮しなくても、すぐに競争力を発揮できます.確かに高温に達する必要性は問題ですが、現代の工学にとって克服できない問題ではありません。
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記事セラミック電池: リチウムよりも安価で長持ちしますが、…シナリオ エコノミチから来ています。
これは、Wed, 05 Apr 2023 19:27:24 +0000 の https://scenarieconomici.it/batterie-ceramiche-meno-costose-e-piu-durature-del-litio-ma/ で Scenari Economici に公開された記事の自動翻訳です。