政府研究者はより良いものを目指す

エネルギー省の研究者は電池メーカーと提携して、大量のエネルギーを蓄える安価な電池を製造する新しい方法を見つけるのを支援している。

エネルギー省は、将来のバッテリーの再設計とコスト削減を支援するために、バッテリーメーカーとのパートナーシップを拡大しています。

企業にはサムスン電子やパナソニックなどが含まれており、この取り組みは、より優れたバッテリーに対する世界的な需要が高まる中、米国が他国と競争できるよう支援することを目的としている。 電気自動車や再生可能エネルギーの進歩に伴い、よりコスト効率の高いバッテリーへのニーズが高まっており、どちらもこの技術を利用しています。

DOE の研究の多くは、大量のエネルギーを貯蔵できる安価な電池を構築する新しい方法の発見など、材料に焦点を当ててきました。 NRELが先週発表した報告書「Powering the Future」にまとめられたこの動きは、コバルト、グラファイト、ニッケルの必要性を制限するために電池の設計を変更することで、希少な輸入材料への電池の依存を減らすのに役立つ可能性がある。

シリコン（米国および世界中に豊富に存在する硬くて脆い結晶性元素）の使用は、「次の新たな目玉となる可能性が高い」とNREL電気化学エネルギー貯蔵グループの責任者マット・カイザー氏は語った。ゴールデン、コロラド州。

シリコンは通常バッテリーに使用されるグラファイトよりも4～5倍多くの電気を蓄えることができるため、この動きによりバッテリーパックのサイズと重量が削減されることになる。 これにより、「できる限り小さな質量でできるだけ多くのエネルギーを貯蔵できるようにしたいため」、大型航空機でのバッテリーの使用が促進される可能性があるとカイザー氏は述べた。

もう 1 つの有望な結果は、EV のバッテリーのサイズは変わらないが、航続距離が 30 ～ 40% 増加することです。

「私たちはまだそこまで到達していない」とカイザー氏は述べ、リチウムを使用するとシリコンに亀裂が生じ、保存寿命が短くなることに言及した。 「あと3～5年もすれば、なんとかなるだろう。」

NREL の報告書によると、この自信の一部は、エンジニアが実験用電池の微細な変化を見つけて追跡するのに役立つ強力な新しいスキャナーとコンピューターから来ています。

もう1つの部分は、電池メーカーがエネルギー貯蔵能力が弱まったときに古い電池を細断するのではなく、既存の電池の特定の材料を交換してリサイクルできるようにする保留中の設計変更によるものです。

バッテリーは、電気を生成して蓄えるために材料間の複雑な連携を必要とします。 それらは、通常は液体である電解質内に浮遊したアノードと呼ばれる負極を備えていなければならず、電解質はカソードと呼ばれる正極に電流を流します。

NREL の電池チームは、アノードとカソードの両方でリチウムの異なる混合物を他の材料と組み合わせて使用​​することに重点を置いています。 カイザー氏によると、その過程で、どちらも高価なコバルトとグラファイトを削減する方法を見つけているという。

バッテリーチームで働くもう一人のNREL材料専門家であるトニー・バレル氏は、進歩とは、セル内のさまざまなコンポーネントが適切に連携して動作することを確認することに尽きると述べた。 同氏は研究チームの報告書の中で、シリコンなどの一部の新たに導入された材料の有害な挙動は保護コーティングによって軽減されていると指摘した。

POLITICO, LLCの許可を得てE&E Newsより転載。 Copyright 2023. E&E News は、エネルギーと環境の専門家にとって重要なニュースを提供します。

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