電気自動車のバッテリー設計における画期的な進歩により、数分以内に車両を充電することが可能になりました。科学者と研究者は、EV 車両をわずか 10 分で充電できる可能性を秘めたバッテリー技術の画期的な新しいタイプのバッテリーを開発しました。
ペンシルベニア州立大学の研究者たちは、電気自動車向けの革新的なリチウムイオン電池のアイデアを考案しました。この電池は、充電時間の短縮と長距離走行に必要なエネルギー量の増加という、記録的な組み合わせを実現しています。チャオヤン・ワン教授は、この技術開発のために、ステートカレッジに拠点を置くスタートアップ企業であるEC Powerと提携しました。この急速充電技術により、航続距離を損なうことなく、電気自動車のバッテリー容量を150kWhから50kWhに削減することが可能になります。
ペンシルベニア州立大学の機械工学教授であるチャオヤン・ワン氏は、この研究を主導し、「小型で充電速度の速いバッテリーへのニーズはかつてないほど高まっている。しかし、特に国内で生産されるバッテリーや重要な原材料は、予想される需要を満たすには明らかに不足している」と述べた。
カリフォルニア州大気資源局が2022年8月に包括的な計画を採択したことで、ガソリン車の販売に制限が課され、最終的には販売が禁止されることになる。2035年までに、内燃機関は米国最大の自動車市場から事実上姿を消すことになるだろう。
電気自動車（EV）の需要が高まるにつれ、克服すべき2つの課題が浮上している。1つ目は充電速度が遅いこと、2つ目は車体の大きさだ。EVはその大きさゆえに、本来あるべきほどの効率を発揮できず、さらに様々な階層の人々の予算にも合わない。
EVの所有者は、バッテリーの種類によって充電時間が異なるため、車両の充電に数分から丸一日を費やす必要がある。「小型で充電速度の速いバッテリーは、バッテリーのコストとコバルト、グラファイト、リチウムなどの重要な原材料の使用量を劇的に削減し、手頃な価格の電気自動車の普及を可能にするだろう」と王教授は述べた。
この技術が依拠する主要な要素は内部熱変調であり、これは温度を制御し、バッテリーから可能な限り最高の性能を引き出すための能動的な方法であると、王教授は説明した。
バッテリーの性能を最大限に引き出すには、高温ではあるものの極端に高温にならない状態が理想的です。そのため、バッテリー内部の温度を一定に保つことは、これまでバッテリー技術者にとって大きな課題となっていました。そこで、王教授とそのチームは、バッテリー内部の温度を制御することに着手しました。
王教授はさらに、これまで電池技術者は電池の温度調節に外部の大型加熱冷却システムに頼ってきたが、これらの方法はエネルギーを大量に浪費し、速度も遅かったと付け加えた。通常の電池は基本的にカソード、アノード、電解質の3つの構成要素から成り立っている。
研究者らは、極薄ニッケル箔という第 4 のコンポーネントを備えた新しいバッテリー構造を開発しました。これは刺激のように機能し、バッテリーの温度と反応性を自己制御します。このメカニズムにより、あらゆる電気自動車のバッテリーを 10 分で充電できます。
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「当社の急速充電技術は、ほとんどのエネルギー密度の高いバッテリーに対応しており、ドライバーに航続距離への不安を感じさせることなく、電気自動車のバッテリーを150kWhから50kWhに小型化できる新たな可能性を切り開きます」と、王朝陽教授は述べています。この研究は、科学誌「ネイチャー」に「エネルギー密度の高いリチウムイオン電池の急速充電」というタイトルで論文として掲載されました。これにより、バッテリー技術のブレークスルーによって、わずか10分で電気自動車を充電できる可能性が広まりました。
出典：インディペンデント
