現在のデバイス (携帯電話、カメラ、自動車、ドローン、ラップトップなど) で最も人気のあるセクションの 1 つはバッテリーです。これを考慮すると、メーカーがバッテリー容量の増加に注力し、たとえば 10,000 mAh バッテリーを搭載した携帯電話を開発することは不思議ではありません。 しかし、おそらく重要なのは、より大きなバッテリーを搭載することではなく、より効率的なバッテリーを搭載することです。 そしてそれは、科学者チームがJournal of the American Chemical Societyに掲載された研究で提案していることです。
中国科学院の馮李率いるこの前進の責任者らは、 彼らは 451 Wh/kg のバッテリーについて話しています。しかし、これは何を意味するのでしょうか？ それを理解するには、基本から始めるのが最善です。科学者が Wh/kg (キログラムあたりのワット時) について話すとき、彼らはバッテリーが重量に対してどれだけのエネルギーを蓄えることができるかを測定しています。ある意味、これはシステムの「エネルギー密度」、つまり 1 キロ当たりどれだけの「電気燃料」が収まるかということです。
携帯電話や電気自動車に使用されているような現在のリチウムイオン電池は、はるかに低い数値で動作する傾向があります。 451 Wh/kg に達するということは、簡単に言えば、サイズや重量を増やすことなく、より多くのエネルギーを貯蔵できることを意味します。しかし、リー氏のチームによる研究で驚くべきことは、その数字だけではない。バッテリーもわずか数分で充電できます。そして、ここで本当の課題が生じます。通常、大量のエネルギーを貯蔵することと、非常に急速に充電することは、競合する目標です。通常、一方を改善するともう一方が悪化します。
この進歩は、従来の液体電解質を固体材料に置き換える技術である全固体電池に基づいています。これだけではなく、 安定性と安全性が向上するだけでなく、より効率的な化学構造の操作も可能になります。この場合、リー氏のチームはリチウムイオン（エネルギーの真の「メッセンジャー」）の動きを最適化し、システムを劣化させることなくより速く循環させることに成功した。
論理的な疑問は、これらすべてが毎日の何かにどのように変換されるのかということです。モバイルバッテリー 5,000mAh、これは現在ではかなり一般的な機能です。実際には、この数値はエネルギーを直接測定するものではなく、むしろ電荷を測定するものであり、翻訳すると、約 18.5Wh、携帯電話に蓄えられるエネルギー。密度 451 Wh/kg のバッテリーを使用した場合、同じエネルギーを約 40 グラムのバッテリーに蓄えることができます。
実際には、これにより 2 つの道が開かれます。 1つ目は 現在のバッテリーのサイズを維持しながら、自律性は 2 倍、さらには 3 倍になります。 デバイスの。 2 つ目はその逆で、自律性を維持しながらバッテリーのサイズと重量を大幅に削減します。
そして最後に負担があります。それなら 超急速充電テクノロジー (調査によると 3 分) それが現実の世界に到達すると、今日では想像しにくいことが暗示されるでしょう。それは、携帯電話を 30 分ではなく、わずか数分で充電できるということです。
しかし、多くのバッテリーの進歩と同様に、最も重要な事実は見出しには載っていません。 これらの数値は実験室条件下で得られたものです。 大きな問題は、それが一度で達成できるかどうかではなく、劣化することなく、リスクなく、妥当なコストで何百回または何千回も繰り返すことができるかどうかです。
進歩は明確な方向を示します。将来のバッテリーが高エネルギー密度と超高速充電を組み合わせることができれば、携帯電話や電気自動車だけが変わるわけではありません。それらは私たちのエネルギーとの関係を変えるでしょう。 それは私たちが「期待する」ものではなくなり、単に回復するものになるでしょう。
