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2025-09-30 08:17:00
研究チームは、ナトリウムバッテリーを室温でうまく機能させるための新しい方法を解き放ち、リチウムに代わるより安価で環境に優しい代替品を提供しています。クレジット：株式
新しい技術は、メタステュアルな形式のナトリウム固体電解質を安定させ、全固体状態のナトリウムバッテリーを可能にして、ゼロの温度でもパフォーマンスを維持します。
オールソリッド状態のバッテリーは、電気自動車、エレクトロニクス、さらには電力網からエネルギーを貯蔵するための安全で強力なオプションと考えられています。しかし、それらを生産することは、コストがかかり、調達が困難であり、採掘時に環境に損害を与える金属であるリチウムに大きく依存しています。
ナトリウムは、より安価で、より豊富で、より有害性の低い代替品を提供しますが、ナトリウムベースのオールソリッド状態のバッテリーは、室温で効率的に動作するのに苦労しています。
「それはナトリウム対リチウムの問題ではありません。両方が必要です。明日のエネルギー貯蔵ソリューションについて考えるとき、同じジガーファクティがリチウムとナトリウム化学の両方に基づいて製品を生産できると想像する必要があります」 「この新しい研究は、途中で基礎科学を進めながら、その究極の目標に近づきます。」
Meng’s Labは最近、調査結果を公開しました ジュール この課題に対処します。この研究は、厚いカソードを備えたナトリウムベースのバッテリーが室温で、さらには凍結以下で強力な性能を維持できることを示すことにより、大きな前進を示しています。
この研究は、電気化学パフォーマンスのためにリチウムとより平等な競争の場にナトリウムを置くのに役立ちます、と、研究中のエネルギー貯蔵および変換のためのMengの研究所の訪問学者であるシンガポールのA*Star Materials Research and Engineeringの第一著者Sam Ohは言いました。
Uchicago Pritzker School of Molecular Engineering Liew Family Molecular Engineering Y. Shirley Mengの研究室からの新しい研究は、リチウムベースのバッテリーの代替としてナトリウムベースのオールソリッド状態バッテリーのベンチマークを提起します。クレジット：Uchicago Pritzker Molecular Engineering / Jason Smith
彼らがその目標をどのように達成したかは、純粋な科学の進歩を表しています。
「私たちが持っているブレークスルーは、私たちが実際に報告されていないメタスト可能な構造を安定化しているということです」とOHは言いました。 「この加水分解ナトリウムのこのメタステュアブル構造は、非常に高いイオン導電率を持ち、文献で報告されているものよりも少なくとも1桁高く、前駆体自体よりも3〜4桁高い。」
確立されたテクニック、新しいフィールド
その親しみやすさは、このラボの革新を現実世界の製品に変えるのに役立つ可能性があります。
「この手法が確立されているため、将来的に拡大することができます」とOh氏は言います。 「新しいものを提案している場合、またはプロセスを変更または確立する必要がある場合、業界はそれを受け入れることをより消極的になります。」
「カソードが厚いほど、バッテリーの理論的エネルギー密度 – 特定の領域内に保持されているエネルギー量 – が改善します」とOh氏は言います。
現在の研究は、バッテリーの実行可能な代替品としてナトリウムを前進させます。これは、リチウムの希少性と環境損傷と戦うための重要なステップです。それは多くのステップの1つです。
「それはまだ長い旅ですが、この研究で私たちがしたことは、この機会を開くのに役立つでしょう」とOhは言いました。
参照：「厚いカソードを備えたすべての固体状態のバッテリーのためのメタステュアブルナトリウムクローズハイドボレート」by Jin an Sam oh、Zihan Yu、Chen-Jui Huang、Phillip Ridley、Alex Liu、Tianren Zhang、Bing Joe Hwang、Kent J. ジュール。
doi：10.1016/j。 Joule.2025.102130
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#新しいナトリウムバッテリーの設計はゼロの温度でも機能します