新技術のおかげで電気自動車は1回の充電で1000km以上走行できるようになる

最近、電気自動車は、内燃機関を搭載した自動車に特有の多くの欠点がないため、非常に人気が高まっています。 しかし同時に、それら自体にもいくつかの重大な欠点があります。 おそらく主なものは、十分に長い充電が可能な小さなパワーリザーブです。 たとえば、車 テスラ バッテリーの 1 回の充電での走行距離は 500 キロメートル未満です。 一部の車は最大 700 km 走行できますが、これはまだ特別に高い数字ではありません。 しかし、おそらく問題はすぐに解決されるでしょう。 韓国の科学者たちは、自動車が最大1,000キロメートル走行できる技術の開発に成功したと主張している。 その秘密はシリコンにあります。

シリコンが電池に使われないのはなぜですか?

最近、より高いエネルギー密度を備えたバッテリーが明らかに必要とされています。 電気自動車の航続距離が比較的短いのはこのためです。 容量を増やすためにバッテリーのサイズを大きくすることは、重量とコストに大きな影響を与えるため、お勧めできません。 同時に、現在のエネルギー密度が 272 ～ 296 Wh/kg であるため、他の方法でパワーリザーブを増やすことは困難です。

さらに、バッテリーの電気密度が低いため、他の多くの技術の開発が制限されます。 たとえば、オランダのエリシアン社が計画しているのは、 世界初の電気旅客機を作る。 しかし、現在そのような航空機の開発を妨げているのは、エネルギー密度の低いバッテリーです。 したがって、エンジニアは新しいテクノロジーが登場するのを待ちます。

シリコンは世界中に普及しています

理論的には、電池にシリコンを使用してエネルギー密度を高めることが可能です。 電池にシリコンを使用することには多くの利点があると言わなければなりません。 これらの中で最も重要なのは、シリコンが世界中で入手可能であるということです。 ただし、シリコン電池には重大な欠点が 1 つあります。それは、充電プロセス中に体積が大幅に増加し、充電後には再び減少することです。

したがって、電池内のシリコンはナノ粒子としてのみ使用できます。 これにより、リチウムイオン電池の多くの欠点を解消しながら、容量の増加が可能になります。 しかし、シリコンナノ粒子の使用は別の問題に直面しています。それは、その製造プロセスが複雑で高価であるということです。

車用バッテリーの新技術

韓国の浦項科学技術大学の従業員は、電池にシリコンを使用する問題を解決することができました。 彼らは、ナノ粒子の代わりに100倍大きいマイクロ粒子を使用することを提案しています。 したがって、それらは製造がはるかに簡単で安価であり、さらに、より高いエネルギー密度を持ち、つまり、同じ体積でより多くのエネルギーを含むことができます。

シリコン微粒子を用いたリチウムイオン電池の図

充電中の粒子の体積の変化の問題を解決するために、科学者はバッテリーにヘリウムポリマー電解質を使用するというアイデアを思いつきました。 その弾性により、変形することができ、それによって石英粒子の体積の変化を補償することができます。 ただし、すべての粒子は化学レベルで互いに結合している必要があるため、単にゲルの中に置くだけでは十分ではありません。 この問題を解決するために、研究者らはゲルと微粒子の混合物に電子ビームを照射した。 その結果、粒子間に共有結合が形成されました。

新しいバッテリーの利点は何ですか

科学者らが報告しているように、 出版物 先端科学、テスト中、バッテリーは安定した動作を示し、従来のリチウムイオンバッテリーと同様の特性を持ちましたが、そのエネルギー密度は40％高かったです。 つまり、同じ体積であれば、そのようなバッテリーの容量はほぼ1.5倍になります。 このおかげで、電気自動車の航続距離を大幅に伸ばすことができます。

新技術を開発した韓国の研究者チーム

研究者らによると、このような電池を製造する技術は非常に簡単なので、今すぐにでも生産できるという。 もちろん、このようなバッテリーは自動車だけでなく、他のさまざまな用途に使用できます。

Переходите по ссылке на наш ДЗЕН КАНАЛ. Мы подготовили для вас множество интересных, захватывающих материалов, посвященных науке.

最後に、最近科学者たちが他の根本的に新しいエネルギー貯蔵技術にも取り組んでいることに注目します。 少し前に私たちはその方法について話しました 中国の技術者が核電池を開発、そこからスマートフォンは50年間動作できます。 同時に、バッテリーは完全に安全で無害です。