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2024-04-01 00:54:17
科学者や投資家は、内燃機関を廃止して温室効果ガスを削減するために、代替技術の研究に数十億ドルをつぎ込んできた。 このエネルギーの貯蔵は依然として電気自動車を製造する唯一の最大のコストであり、材料開発に対して通常とは異なるアプローチが必要となります。
標準的なリチウムイオン電池は、数十年の歴史を持つ安定したよく知られた技術を使用しているため、現在主流となっています。 しかし、これらのパワーパックは依然として不十分であり、航続距離への不安と価格が、消費者がEVの購入に抵抗する理由リストのトップを占めている。 水素燃料電池も検討されている代替手段の一つですが、水素燃料電池にも水素燃料補給インフラの不足などの欠点があります。
代替エネルギー分野の科学者によって発見された多くの新しい発見の 1 つとして、日本の研究者は効率を高め、コストを削減する方法を発見しました。 彼らの秘密はカフェインです。
燃料電池には、電流が流れるアノード、電流が流れる電解質、電気を生み出すために外部デバイスに接続される白金カソードという 3 つの部分が含まれています。 この第 3 段階では、電気を生成する過程で水素と酸素が結合して水が生成されますが、これはほとんどの車の後部から吹き出す有毒ガスと比較すると無害な副産物です。 問題は、時間の経過とともに、カソードが水酸化白金の層で覆われ、発電プロセスの効率が低下することです。
しかし、千葉大学の中村雅史氏、久保隆太氏、鈴木塁氏らは、電解質に少量のカフェインを添加すると水酸化白金の生成が制限されることを発見した。 その結果、燃料電池の反応が 11 倍も増加しました。 このような増加は、そもそも必要なプラチナの量が減り、コストがさらに削減されることも意味します。
このような画期的な進歩によっても、EVの生産と普及の拡大に対する障害がすべて取り除かれるわけではありません。 主要な懸念の 1 つである価格は、規模の経済によって電池の製造コストが大幅に安くなったことで改善されました。 しかし、充電インフラの不足と航続距離の不足は、車両価格が下がり続けているにもかかわらず、依然として購入のハードルとなっている。
だからこそ、産業界と科学コミュニティは、何が定着するかを見極めるために新しいアイデアを積極的に投入しようとしているのです。 リチウムイオン電池のもう一つの重要な元素であるコバルトを例に挙げてみましょう。 採掘プロセスにおける環境悪化と大幅な価格変動により、業界は代替手段の登場を期待している。 マンガン、鉄、ニッケルなどの他の化合物も研究されており、最終的には実用化される可能性があります。 研究者は、リチウムの安価な代替品としてナトリウムも開発しましたが、ナトリウムはキログラム当たり蓄えるエネルギーが少ないため、ナトリウムを摂取してもほとんどの車の走行距離は伸びません。
そして、人間の科学者が研究室でせっせと働いている一方で、人工知能は新たなブレークスルーを見つけるための次のリンクとなる可能性があります。 Microsoft Corp. のチームは、AI と高性能コンピューターを組み合わせて、わずか数日で約 500,000 個のマテリアルの可能性を特定しました。 大量のデータを処理し、EV バッテリーでの使用に適している可能性のある 18 の化合物に絞り込みました。
リストを評価し、提案された材料の物理サンプルを作成した後、パシフィック・ノースウェスト国立研究所の科学者たちは、現在の電池と同じ結果が得られるが、リチウムの量が 70% 少ない候補を 1 つ考え出しました。 もし実現できれば、このアプローチはEV用バッテリーのコストを削減し、主要な供給ボトルネックを軽減することになるだろう。
排出ガスのない輸送に関して人間とAIの両方が行った研究のほとんどは無駄になるだろう。 それがまさに科学的発見の性質です。 しかし、カフェインの摂取と強力なコンピューターがあれば、人類に達成できないことは何もありません。
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