A’ndrea Elyse Messer著、2021年1月18日
ペンシルバニア州ユニバーシティパーク—電気自動車を充電できるようになる前に電力が不足することへの恐れである範囲の不安は、過去のものである可能性があります。航続距離は250マイルで、10分で充電できます。
「私たちは、燃焼エンジン車と同等のコストで、大衆市場向けの電気自動車用にかなり賢いバッテリーを開発しました」と、機械工学のウィリアムE.ディーフェンダーファー議長、化学工学の教授、材料科学と工学の教授であるChao-YangWangは述べています。ペンシルベニア州の電気化学エンジンセンターの所長。 「範囲の不安はもうありません。このバッテリーは手頃な価格です。」
研究者たちはまた、バッテリーはその寿命で200万マイルも使えるはずだと言っています。
彼らは本日（1月18日）Nature Energyで、長寿命で急速な再充電の鍵は、充電と放電のために華氏140度まで急速に加熱し、バッテリーが機能していないときに冷却する能力であると報告しています。
「充電が非常に速いため、範囲を気にすることなくバッテリーを小型化できます」とWang氏は述べています。
バッテリーは、王のセンターで以前に開発された自己発熱アプローチを使用しています。自己発熱バッテリーは、一端がマイナス端子に取り付けられ、他端がセルの外側に伸びている薄いニッケル箔を使用して、3番目の端子を作成します。電子が流れると、抵抗加熱によってニッケル箔が急速に加熱され、バッテリーの内部が暖められます。バッテリーの内部温度が華氏140度になると、スイッチが開き、バッテリーは急速充電または急速放電の準備が整います。
Wangのチームは、既存のテクノロジーと革新的なアプローチを使用してこのバッテリーをモデル化しました。彼らは、この自己発熱法を使用すると、バッテリーのカソードとアノードに低コストの材料を使用でき、安全で低電圧の電解質を使用できることを示唆しています。陰極は熱的に安定したリン酸鉄リチウムであり、コバルトのような高価で重要な材料は一切含まれていません。アノードは非常に大きな粒子のグラファイトでできており、安全で軽量で安価な材料です。
自己発熱のため、研究者たちは、危険なリチウムスパイクを引き起こす可能性のある、アノードへのリチウムの不均一な堆積について心配する必要はないと述べました。
「このバッテリーは、重量、体積、コストを削減しました」とWang氏は述べています。 「私たちはついに主流の消費者マスマーケットに利益をもたらすバッテリーを見つけたことを非常に嬉しく思います。」
ワン氏によると、これらの小さなバッテリーは、加熱すると大量の電力を生成する可能性があります—40キロワット時と300キロワットの電力。このバッテリーを搭載した電気自動車は、時速0マイルから時速60マイルまで3秒で走行でき、ポルシェのように運転できると彼は言いました。
「これが私たちが環境を変える方法であり、高級車だけに貢献するのではありません」とWang氏は述べています。 「誰もが電気自動車を買う余裕があります。」
このプロジェクトに取り組んでいる他のペンシルベニア州立大学の研究者は、機械工学の助教授であるXiao-Guang Yangと、機械工学の博士課程の学生であるTengLiuでした。
米国エネルギー省のエネルギー効率および再生可能エネルギー局とWilliamE DiefenderferEndowmentがこの研究を支援しました。
ペンシルベニア州立ニュース＆リサーチ提供
注目の画像：ZachShahan提供