たった一枚のガラスで携帯電話のバッテリー寿命を2倍に

スマートフォンやノートパソコンの駆動時間を長く保つという点では、これらのデバイスに内蔵されたバッテリーは負け戦を強いられており、バッテリー技術は何年も画期的な進歩を遂げられていない。現在、ETHチューリッヒの研究者らは新しいタイプのガラス材料を発見した。現在のガラス素材との主な違いは、新しいガラスにはバナデートとホウ酸塩の複合ガラスが使用されていることです。このガラスはリチウムイオン電池の電極材料として使用することができ、デバイスの電池寿命をほぼ2倍に延ばすことができます。

科学者セミフ・アフィヨン氏とラインハルト・ネスパー氏が率いるETHチューリッヒの研究チームは、大型デバイスと小型デバイスの両方に大きな影響を与える可能性のある材料であるこのガラスの製造に数年にわたって取り組んできました。

バッテリー容量を効率的に蓄え、頻繁な充電に耐えながら、現代の電子機器に使用できるほどの安定性を維持できる材料を見つけるには、さまざまな課題を克服する必要があります。

これらの課題の中で最も重要なのは、現在カソードに使用されている材料よりも多くの電荷を運ぶことができるが、材料の結晶構造の特殊性により、数回の充放電サイクル後に不安定になるバナジウムベースの化合物の潜在能力をどのように活用するかである。これを克服するために、研究者らは五酸化バナジウム粉末をホウ酸塩化合物と混合して、製造が容易で低コストであり、高容量で安定した構造を持つ材料であるバナジウム酸塩とホウ酸塩の複合ガラスを作成した。

アフィオン博士は、この研究の動機は「安全で、より優れた、より長持ちする電池を得るために必要なのは、新しい化学物質と新しい化合物だ」ということだと語った。同氏は、同チームが開発したバナデートとホウ酸塩の複合ガラスは、スマートフォンのバッテリー寿命を1.5～2倍に延ばし、電気自動車の走行距離も1.5倍に延ばすことができると付け加えた。

これは単に、より優れたバッテリーを追求するためのガジェットではありません。電気自動車、ボート、自転車の数が増え続ける中、これは地球の将来の持続可能性にとって極めて重要です。さらに、風力発電所や太陽光発電所では、発電した電気を効率的に蓄えることも必要であり、この点でもバナデートガラスとホウ酸塩複合ガラスが使用される可能性があります。

研究チームは研究成果をすべて Scientific Reports に発表し、研究をさらに進めるために特許を申請しました。チームの研究成果が実際に消費者向けデバイスに反映されるまでには、10年から20年かかるかもしれない。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。