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2025-10-31 09:11:00
画像: ©MF3d | iStock
スタンフォード大学の科学者たちは、鉄ベースの材料で画期的な進歩を遂げ、新たな高エネルギー状態を実証しました。この発見は、 自然素材、高価なコバルトやニッケルを避ける、強力で倫理的で安価なリチウムイオン電池への道を開く
この発見についてはジャーナルで詳しく説明されています 自然素材、リチウムイオン電池技術を大幅に強化し、高価で問題のあるコバルトやニッケルに依存する電池に代わる、強力でより倫理的な代替手段を提供できる可能性がある。
この研究は、ウィリアム・ジェント氏による2018年の博士論文に基づいて構築されており、彼は、鉄ベースの材料が充電中に鉄原子当たり5個の電子を繰り返し放出および再吸収できるようにする進歩を提案しており、これは一般的な限界である2～3個を超えている。
ナノ粒子で見つかった溶液
「私たちは慎重に調合した液体から結晶を育てました」とムー氏は説明した。この技術は最初の電気化学テストで成功し、材料が安定したまま可逆的に 5 つの電子を放棄して取り戻すことができることが示されました。
酸素と鉄の役割
最初のスペクトル画像は鉄原子だけが余分な電子に寄与していることを示唆していましたが、博士課程の学生であるエダー・ロメリが加わった研究チームは決定的な証拠を求めました。詳細な計算モデリングと X 線解析を使用して、ロメリは、追加の 2 つの電子が実際には酸素原子から来ていることを示すことができましたが、鉄の重要な助けがあったのです。
ロメリ氏は、「鉄が主役だとか、酸素が主役だと言うのは単純すぎる」と述べ、このユニークなリチウム、鉄、アンチモン、酸素（LFSO）材料の原子が単一の協力的な存在のように振る舞うことを強調した。
倫理的および商業的な影響
この発見は、特に持続可能なエネルギー貯蔵への世界的な移行にとって、大きな期待をもたらします。鉄はコバルトやニッケルよりも大幅に安価であり、そのサプライチェーンにはコバルト採掘に伴う倫理的および地政学的な懸念が伴いません。
「この鉄種の詳細な電子構造の調査により、3 電子を超えた酸化の決定的な証拠が得られました」と顧問の William Chueh 氏は述べています。残りのコアチームは現在、商業用途に向けたブレークスルーを準備するために、現在のLFSO材料に含まれる高価なアンチモンのより入手しやすい代替品を見つけるなど、実用的な工学的問題の解決に焦点を当てている。
#次世代リチウムイオン電池に電力を供給する準備ができている豊富な鉄ベースの材料