革命的なブレークスルー: 亜鉛水溶液電池の腐食問題を解決し、電池寿命を 5 ~ 20 倍延長

2024-01-18
水性亜鉛電池 (AZB) は、再生可能および定置型エネルギー貯蔵市場において、支配的なリチウムイオン電池技術に代わる有力な代替品として浮上しています。しかし、AZB の開発は、化学腐食という大きな課題によって妨げられてきました。この腐食により、バッテリーの充電能力が大幅に制限され、バッテリーの効率と信頼性が低下します。

AZB の背後にある化学は、エネルギー密度の高い亜鉛金属アノードと塩水電解質により有利です。ただし、2 つのコンポーネント間の不適合によりアノードの化学腐食が発生し、最終的にバッテリーのサイクル寿命が短くなります。

 

興味深いことに、UNSW 化学工学部の研究者チームは最近画期的な発見をしました。 3 年間の献身的な努力の末、研究者らは腐食の問題に対処し、バッテリーの寿命を大幅に改善する解決策を発見しました。彼らのソリューションにより、バッテリーのサイクル寿命が 5 ~ 20 倍に大幅に延長され、わずか数か月から 3 年以上にまで変わりました。

 

この画期的な進歩の鍵は、バッテリーの電解液に低濃度の有機化合物を添加することにあります。具体的には、研究者らは、1% 濃度の 1,2 ブタンジオールを添加すると、バッテリー セルの短絡の原因となる樹枝状の亜鉛堆積物が効果的に減少することを発見しました。

 

最近 Advanced Materials で発表されたこの注目すべき成果は、実験室規模を超えた開発に適した条件下でバッテリーのサイクル寿命が 5 ~ 20 倍向上しました。このソリューションは腐食の問題に取り組むだけでなく、電解液の水性性質を維持し、AZB テクノロジーのコストと安全性の利点を維持します。その結果は、競合するリチウムイオン バッテリーのレベルにさえ近づいています。

 

博士。プロジェクトに参加した研究者の一人、ディパン・クンドゥ氏は、さまざまな業界におけるAZBテクノロジーの可能性を強調した。同氏は、「AZBテクノロジーは、鉱業、建設、電気通信などの業界に、コスト効率が高く信頼性の高いストレージオプションを提供できる可能性がある」と述べた。 UNSW は、完全に開発された AZB テクノロジーが消費者にかかる費用は、現在のリチウムイオン システムの価格の 3 分の 1 から 4 分の 1 にすぎないと推定しています。

 

さらに、AZB テクノロジーの拡張性はゲームチェンジャーです。 Kundu 氏は、「AZB 技術は、小規模の住宅/商業用および中規模のコミュニティ貯蔵ユニットから大規模なグリッドレベルの設備まで、さまざまな規模のエネルギー貯蔵システムとして実装できます。」と説明しました。この多用途性により、AZB は幅広いアプリケーションにとって魅力的な選択肢となります。

 

UNSW 研究チームはこれで終わりではありません。彼らはバッテリーセルのプロトタイプの開発に積極的に取り組んでおり、商業開発に焦点を当てたスピンオフを設立するための資金を求めています。 AZB テクノロジーの進歩に対する彼らの献身は称賛に値し、この革新的なエネルギー貯蔵ソリューションの将来は有望です。

 

結論として、AZB の腐食問題を解決するために UNSW の研究者が達成した画期的な進歩により、バッテリー寿命の大幅な改善への道が開かれました。 AZB は、現在のリチウムイオン システムよりも消費者のコストを大幅に下げる可能性があるため、さまざまな業界でエネルギー貯蔵に革命を起こす可能性があります。このテクノロジーの拡張性により、さまざまなストレージ ニーズに対応する多用途のオプションになります。 AZB のさらなる開発に対する UNSW チームの取り組みは、この有望なテクノロジーを市場に投入するという彼らの決意の証です。

 

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