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1分でバッテリー100%、「超高速充電」技術が出てきた

スマートフォンを使うと、常にバッテリーが問題だ。大容量バッテリーを入れればいいはずだが、重量も重くなるし、充電時間も長くかかる問題が生じる。最新型スマートフォンやタブレットパソコンは、一度充電すれば7、8時間ぐらいは画面をオンにしておくことができるし、電気自動車も一度充電すれば200~300キロは走行が可能だ。これ以上性能を高めればいいだろうが、現在のバッテリー技術では限界に直面した。

そのため、最近では「急速充電」技術に目を向けることが多い。充電速度を向上させると、使用時間が増えなくても利便性が大幅に高まるからだ。最近クイックチャージ(Quick Charge=QC)と呼ばれる技術が脚光を浴びる理由だ。充電電圧と電流を高めて迅速に充電し、最大充電量の80%ほどに達すると、自動的に電流量を調節してゆっくり充電する。新型スマートフォンは1時間ほどで70~80%を充電できる。

現在の技術では、これ以上充電性能を向上させるためには、新しい電池技術を開発する必要がある。まず、既存のバッテリー技術をさらに引き上げる研究が続いている。現在、主に使われる「リチウムイオン電池」を基盤に、硫黄を混ぜて効率を高めた「リチウム硫黄」電池、酸素と反応させて効率を高める「リチウム空気」電池などが注目される。充電容量は最大10倍、充電速度は2~3倍まで増やすことができると期待される。


バッテリーの性能向上の研究で、韓国人科学者たちの成果が目覚しい。リチウム硫黄電池の最大の欠点は、充電と放電を数十回だけ繰り返しても性能が急速に下がることだが、KAIST生命化学工学科の金熙鐸(キム・ヒタク)教授チームが、内部素子をドーナツ状に作ってこの問題を解決できる技術を今年5月に開発した。充電を600回まで行うことができ、現在のリチウムイオン電池と大差がない。米ダラス州テキサス大学のチョ・ギョンジェ教授の研究チームも4月、モリブデンを混ぜて充電回数を増やす方法を開発した。2020~2030年頃に実用化されるとみられる。

バッテリーより優れた新概念の電気回路を使う試みもある。電気回路を構成するときに使うコンデンサーという部品が基本だ。この部品は、電気を集めておいて放出する性質があり、カメラのフラッシュなどによく使われる。これを応用して作った「スーパーキャパシタ」と呼ばれる装置は、一時停電になったときに電気を供給する「無停電電源装置」などに使われる。このようなスーパーキャパシタの性能を一層引き上げて、一般バッテリーのように使うべきだというのである。充電速度と記憶容量が格段に速く多いので、現時点では究極の電気貯蔵装置として浮上する可能性がある。
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自動車産業でバッテリー技術の革新が進んでいる。東芝は6分間で完全充電が可能な電気自動車(EV)用バッテリーを開発したと昨年10月に伝えている。1回の充電でテスラのモデル3とほぼ同じ320キロを走行する。高速充電でも1時間以上かかる現在の電気自動車バッテリーと比較すると画期的な速度となる。現在開発中の20-30分かかる超高速充電技術より60%以上も充電時間を減少させる。電気抵抗がほとんどないニオブ素材を負極材に混ぜて充電時間を大幅に短縮し、容量も増やした。東芝はこの製品の走行距離を400キロまで増やし、2019年に商用化する。

また、わずか30秒でスマートフォンを完全充電して世界を驚かせたイスラエルのストアドットも超高速充電が可能なEV用バッテリーを開発中だ。同社はダイムラーやサムスンベンチャーズなどが6000万ドル(約68億円)を投資した企業でもある。ストアドットは独自開発した有機ナノ物質を使って5分間の充電で480キロ走行できるバッテリーを開発している。

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[ 2018年08月31日 09:13 ] カテゴリ:韓国経済 | TB(0) | CM(0)
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