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Nov 01, 2023

電気輸送の代替手段を提供する新しい軽量バッテリーセット

La ricerca di Cranfield sta contribuendo allo sviluppo di una nuova generazione di batterie

クランフィールドの研究は、持続可能な電気輸送の将来に必要な新世代のバッテリー技術の開発に役立っています。

リチウム硫黄電池に関する研究は、ファラデー研究所が資金提供する英国のエネルギー貯蔵に関する2,900万ポンドの新たな大規模研究プログラムの一環である。

リチウム硫黄電池には、既存のリチウムイオン電池技術に比べて多くの潜在的な利点があります。 リチウム硫黄電池の利用可能性は、車両の軽量化の選択肢を意味します。これは、特に短距離航空機や軽量物輸送車両の電動化にとって重要です。 今日の典型的なリチウムイオン電池は、質量 kg あたり約 250 ワット時を生成しますが、リチウム硫黄からは質量 kg あたり 400 ～ 600 ワット時と予想されています。 現段階では、リチウム硫黄は産業界や消費者にとっても安価な技術である可能性があると研究者らは考えている。

リチウム硫黄電池の構成要素は、人権や雇用条件に関して深刻な問題がある国からしか調達できないことが多い「紛争物質」の一種である希少鉱物への依存度が低いことを意味します。

クランフィールド大学先進車両工学センターの電動化・自動化・制御分野のリーダーである研究主任ダニエル・オーガー博士は、「電動化への急速な進展により、さまざまなバッテリー技術と開発オプションが必要となっている。リチウムイオン電池は性能向上の点で限界に達し始めており、リチウム硫黄は市販に最も近い代替電池の 1 つです。

「リチウム硫黄電池は、例えば、燃料積載量がすべてである航空機や、7.5トンのカテゴリーに転倒せずに容量を増やすことができる軽量貨物車両にとって、真の価値を持つことになるでしょう。しかし、乗客にとっても同様です。 「車両のバッテリーの軽量化は、加速や転がり抵抗の克服に必要なエネルギーが少なくて済むことを意味します。あらゆる業界が新しいバッテリーの品質に関心を持つことになるでしょう。」

LiSTAR研究プロジェクトは、ユニバーシティ・カレッジ・ロンドンが主導し、バーミンガム、ケンブリッジ、コベントリー、インペリアル・カレッジ・ロンドン、ノッティンガム、オックスフォード、サウサンプトン、サリーの大学も参加しており、エネルギー問題を含め、リチウム硫黄技術の可能性を最大化することを目的としている。セルの密度と寿命を調査し、最高のパフォーマンスを発揮する材料の使用を検討します。

ダニエル・オージェ率いるクランフィールドのチームは、充電レベルに関する正確な情報と、車両の操作がバッテリー寿命に与える影響についての洞察を提供する、洗練されたバッテリー管理システムの開発を検討しています。 この作業には、特定の車種のバッテリーの動作をモデル化するためのシミュレーションの実行も含まれます。

「リチウム硫黄電池の内部で何が起こっているのかを理解するのはリチウムイオンの場合よりも難しいため、この研究は重要です」とオージェ博士は説明した。 「リチウムイオンの電気化学プロセスは 1 段階だけですが、リチウム硫黄の場合は 4 段階あります。充電も非常に「フラット」です。つまり、充電を「見る」のが非常に難しいバッテリーの領域があることを意味します。私たちは何が起こっているかを示すさまざまな種類の指標を探す必要があります。」

LiSTAR プロジェクトの第 2 フェーズは 2023 年 4 月に開始され、この技術に関する既存の大学研究に基づいて開始され、2 年以内に成果が得られる予定です。

ファラデー研究所のプログラムには、商用製品やベンチャーにつながるように設計された 6 つの電池研究プロジェクトが含まれています。 そして、リチウム硫黄や「固体」（液体ではなく固体電極と電解質を使用する）などの新しい電池技術。

ファラデー研究所の最高経営責任者（CEO）であるパム・トーマス教授は、「ファラデー研究所は、最も有望で影響力のある電池研究イニシアチブを特定し、それに投資することに尽力している。このプロジェクトの再焦点はそのプロセスの重要な部分であり、私たちがさらに多くの努力を指揮できるようにする」とコメントした。社会的、環境的、商業的な影響を与える最大限の可能性を提供する研究分野に向けて。」

ヌスラト・ガーニ商務・貿易大臣は、「英国を電気自動車の製造において世界で最良の場所として位置づけるには、電池産業の成長が不可欠である」と述べた。

「この資金は企業の革新性と生産性を高めるのに役立ち、英国全土でより熟練した高賃金の雇用を創出し、経済の将来性を確保し、よりクリーンで環境に優しい未来に向けた私たちの野望をサポートします。」

電動化、自動化、制御の専門家