科学者らは、電池の仕組みについての理解に大きな進歩があったと発表し、将来的に電池の性能が「大きな飛躍」につながる可能性があると述べた。
ダンディー大学とワーウィック大学の研究者らは、電池エネルギーの貯蔵と放出における酸素の重要な役割を初めて特定したと述べている。
以前は、充電プロセス中の活動のほとんどは、ニッケル、コバルト、鉄などのバッテリー内の金属元素で発生し、バッテリー内の酸素は「不活性」であると考えられていました。
しかし、研究チームは、高度なコンピュータモデリングと実験室での実験により、酸素が充電と放電のプロセスにおいてより積極的な役割を果たすことが示されたと述べた。
同氏は、この研究結果は、充電が速く、長持ちし、より安全に使用できる電子機器や自動車用のバッテリーの開発につながる可能性があると述べた。
ダンディー科学・工学・経営学部の理論物理学者であるリシット・バナジー博士は次のように述べています。「世界の人口は、ポケットにある携帯電話から運転する車に至るまで、あらゆるものについて再生可能エネルギー技術と高度なエネルギー貯蔵システムに依存するようになりました。
「これにより、バッテリー材料内の電子プロセスを支えるテクノロジーを理解することがより重要になりました。
「この研究は重要であり、バッテリーが基本的なレベルでどのように機能するかについて新たな理解をもたらします。」
この研究では、現在使用されている 2 つの主要なリチウムイオン電池の正極、リン酸塩と層状酸化物を比較しました。
これらの形式のバッテリーは、電気自動車や携帯電話やラップトップなどのポータブル電子機器を含む多くの用途に使用されます。
この研究では、リン酸塩は酸素の関与をほとんど示さなかったが、層状酸化物は酸素から「顕著な」電子抽出を示したことが判明した。
バナジー博士は次のように述べています。「電池内の小さな原子レベルで何が起こっているのかについての知識を高めることで、現実世界での性能向上において大きな飛躍を遂げることができます。
「現在の技術は、バッテリーが時間の経過とともにどのように、そしてなぜ故障するのかという基礎的な物理学の理解によって制限されています。
「この共通のフレームワークは、寿命がはるかに長いバッテリーの設計に役立ちます。」
完全な研究結果は、Nature Nanotechnology誌に掲載されました。
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