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写真：Cult of Mac
中国の科学者たちは、この10年間で最大のバッテリーリサイクルニュースとなるかもしれないが、劣化したリチウムイオンバッテリーを電圧をかけながら高温に正確に加熱することで、ほぼ100%の電圧回復を実現する方法を発見した。この研究を行った研究所によると、この方法は「老朽化したバッテリーを再生し、古い電気自動車を新品同様にする」可能性を秘めているという。
これはまさに、地球の日に期待されるニュースです。
バッテリーリサイクルの奇跡？
ダイヤモンドは永遠ですが、バッテリーはそうではありません。携帯電話やノートパソコンなどに使用されているリチウムイオンバッテリーは、いずれ消耗します。充電と再充電は、それぞれ限られた回数しかできません。これは深刻な問題です。なぜなら、Appleが製造するほぼすべての製品を含め、世界の多くのものがバッテリーで動いているからです。バッテリーのリサイクルにおける新たな方法は、状況を大きく変える可能性があります。
中学校の理科の授業を思い出してください。電池は正極と負極で構成され、その間を電子が流れます。今日の電池は、効率を高めるためにリチウムを多く含む正極を使用しています。しかし、この材料は使用すると劣化し、膨張するなどして効率が低下します。
中国科学院寧波材料工学研究所（NIMTE）の劉兆平教授率いる科学者チームは、シカゴ大学などの研究機関と共同で、驚くべき解決策を発見しました。先週Nature誌に掲載された研究論文によると、チームはリチウムを豊富に含む層状酸化物正極材料が、300度から480度（150℃から250℃）の温度で負の熱膨張（加熱すると収縮する）を示すことを発見しました。
次に科学者たちは、老朽化したリチウムを豊富に含む層状酸化物を、構造的に無秩序で不安定な状態から元の秩序ある状態に戻す電気化学的手法を開発した。
それは驚きだ
NIMTEの表現によれば、リチウムイオン電池の正極が加熱されると収縮するという発見は「従来の熱力学的予測に反する異常な挙動」であり、控えめな表現と言えるでしょう。従来の認識では、熱はバッテリーを損傷させるだけで、修復させるものではありません。そして、ほとんどの場合、熱はバッテリーにダメージを与えます。古いiPhoneをオーブンに入れて再生させようなどとは考えないでください。爆発するだけで、失われた若さを取り戻すことはありません。
劉氏が開発したバッテリーリサイクル方法は、材料を加熱してカソードの格子構造を復元するだけではありません。
「4.0 Vの電圧パルスを加えると、格子構造が再構築され、ほぼ100%の電圧回復が達成されました」とNIMTEは述べています。
もちろん、この発見を研究室から現実世界へと移すにはさらなる研究が必要です。しかし、この発見は非常に大きな可能性を示しています。
「この発見は、スマート充電システムが電気化学的手法を用いて材料を無秩序な状態から秩序ある状態にその場で回復させ、バッテリー寿命を2倍にできる可能性があることを示唆している」と研究所は述べた。
