水電池の寿命を10倍に延ばす驚くべき方法、しかも「驚くほど安価」

サウジアラビアの研究者らは、リチウム電池よりも安全で持続可能な選択肢と考えられている水電池の寿命を「非常に安価」に延ばすのに役立つ興味深い発見を発表した。

水電池は現在、リチウム電池よりも安全で持続可能な選択肢と考えられている - 写真：ヘノ・ファン

サウジアラビアのキング・アブドラ科学技術大学（KAUST）の科学者チームは、溶媒として水を使用する水性電池が急速に性能と寿命を失う主な理由を発見した。「自由水」分子が副反応を引き起こし、陽極を損傷するというのだ。

そして、研究チームは硫酸亜鉛などの安価な硫酸塩を少量使用することでこの問題を効果的に克服し、バッテリーの寿命を10倍以上延ばしました。

研究チームによると、「自由水」とは、バッテリー内の他のイオンと強く結合していない水分子のことです。この状態では、水は電極部品と容易に反応し、エネルギー損失や材料腐食を引き起こします。

硫酸塩を加えると、硫酸イオンが「水分子接着剤」として機能し、結合構造内で水をよりしっかりと保持するため、有害な副反応が大幅に減少します。

「この発見は、水の構造がバッテリーの化学において重要な役割を果たしているが、これまで見過ごされてきたことを示しています」とKAUSTの再生可能エネルギー・貯蔵技術CRESTセンターの主任研究者兼所長であるフサム・アルシャリーフ教授は述べた。

実験のほとんどは硫酸亜鉛を用いて行われましたが、予備的な結果から、硫酸イオンの「ハイドロゲル」効果は他の幅広い金属負極にも当てはまることが示されました。これは、水系電池ファミリー全体の寿命を延ばすための、汎用的かつシンプルかつ効果的なソリューションの開発の可能性を切り開きます。

「硫酸塩は安価で入手しやすく、化学的に安定しているため、私たちの解決策は科学的にも経済的にも実現可能だ」と、実験の大半を指揮した研究者のユンペイ・チュー氏は語った。

アクアバッテリーは、太陽光発電による電力系統への蓄電など、大規模な再生可能エネルギー貯蔵システムにおいて、リチウムバッテリーよりも安全で持続可能な代替品として注目されています。世界のアクアバッテリー市場は、2030年までに100億ドルを超えると予測されています。

この研究は、KAUSTのオマール・モハメッド教授、オマール・バクル教授、シーシャン・チャン教授、マニ・サラシー教授の参加を得て、サイエンス・アドバンス誌に掲載されました。

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VNA

出典: https://tuoitre.vn/bat-ngo-cach-giup-pin-nuoc-ben-gap-10-lan-gia-re-beo-20250731095443709.htm