2004 年の発見以来、グラフェンは材料科学をはじめさまざまな分野に変革をもたらしてきました。科学者たちは、比表面積の大きい特殊なタイプのグラフェンであるナノセルグラフェンを使用してナトリウム電池を改良しています。
彼らの研究は、溶融金属浴中の合金成分の混和性を利用した脱合金処理技術に焦点を当てた。この技術は、一部の成分を腐食させながら、他の成分は保存する。パーク氏らは、この手法を用いて作製した非セリアック性グルテン過敏症（NCG）が、黒鉛化後も高い引張強度と導電率を有することを証明した。この材料はナトリウムイオン電池（SIB）で試験され、活物質と集電体の両方として機能した。
東北大学の大学院生であるパク・ウォンヨン氏によると、 「溶融ビスマス中で非晶質Mn-C前駆体を液体金属脱合金化する過程で、炭素原子が急速に自己組織化して亀裂のないNCGを形成することを発見した」とのことだ。
「開発したNCGをSIBの活性材料および集電体として使用したところ、高レート、長寿命、優れた変形耐性が実証されました。最終的には、ひび割れのないNCGを製造する当社の方法により、SIBの性能と柔軟性を向上させることが可能になり、特にコスト、安全性、持続可能性の考慮が最も重要である大規模エネルギー貯蔵および定置型電力システムなどの特定の用途におけるリチウムイオン電池の代替技術となります」とパーク・ヤングは付け加えた。
グラフェンについて
二次元炭素原子シートが原子層の厚さの薄い六角形に結合し、並外れた物理的・化学的特性を特徴としています。多層に積み重ね、ナノスケールの細胞形態学を用いて内部構造を制御することで製造されます。
機能と特徴：
- グラフェンは非常に 強くて、軽くて、柔軟で、透明 優れた電気伝導性と熱伝導性を備えています。
- 大きな表面積とガス不透過性を備えています。
- また、さまざまな用途で役立ちます。 高速トランジスタとバイオセンサー.
ナトリウムイオン電池が再生可能エネルギーに革命をもたらす可能性について、聞いたことがありますか？
改善の余地
科学者たちはナノセルラーグラフェンを用いてナトリウム電池の改良を進めており、ナノセルラーグラフェンは電子機器、エネルギーデバイス、センサーなどへの応用において高い可能性を秘めているものの、製造上の問題がその進歩を阻害している。そのため、製造過程で頻繁に亀裂が生じる。こうした状況から、均質で亀裂のない継ぎ目のないナノセルラーグラフェンを適切な規模で製造できる革新的な加工技術の開発が求められている。
