科学者らが10倍のエネルギー貯蔵を持つ新バッテリーを開発
カリフォルニア大学の研究者らが、従来のリチウムイオン電池に比べてバッテリーのエネルギー密度を10倍に向上させる新しい素材を開発した。この画期的な成果は最近の研究で詳述されており、ポータブルエレクトロニクスや電気自動車を変革する可能性がある。この革新は、充電容量と速度を向上させる独自のナノ構造を使用している。
2025年10月3日、ScienceDailyはカリフォルニア大学バークレー校のチームによるエネルギー貯蔵技術の重要な進歩を報じた。エレナ・ロドリゲス教授の指導のもと、研究者らはシリコナノ粒子を導電性ポリマーマトリックスと組み合わせた新しい複合素材を開発した。この素材は、1キログラムあたり1,000ワット時というエネルギー密度を達成し、従来のリチウムイオン電池（通常100〜250ワット時/キログラム）の10倍高い。
2025年10月1日にAdvanced Materials誌に掲載された研究は、ナノ構造が充電中のシリコンの通常の膨張問題を防ぎ、1,000サイクル以上の安定した性能を可能にする方法を説明している。「バッテリー技術の主要なボトルネックを原子レベルでアノード素材を安定させることで解決した」とロドリゲス氏は述べた。「これにより、スマートフォンが1回の充電で数日持続したり、EVが追加重量なしで2倍の距離を走行したりする可能性がある。」
背景の文脈から、シリコンはリチウムイオンをより多く貯蔵できるため、バッテリーアノードのグラファイトに対する優れた代替として長年注目されてきた。しかし、使用中にシリコンは最大300%膨張し、亀裂と劣化を引き起こす。UCバークレー校のチームのアプローチは、シリコンを柔軟なポリマー足場に埋め込み、膨張を吸収し電気伝導性を維持することにある。
テストでは、プロトタイプバッテリーが室温で15分以内に完全に充電されることが示され、多くの現在のモデルが数時間かかるのに対しである。この研究は米国エネルギー省から250万ドルの助成金で資金提供され、初期プロトタイプは大学のクリーンルーム施設で製造された。
示唆は再生可能エネルギーにも及び、高密度バッテリーが太陽光や風力発電をより良く貯蔵できる可能性がある。商業化は数年先である—ロドリゲス氏は市場向けバージョンまで3〜5年と推定—が、専門家はこの仕事の可能性を称賛している。スタンフォード大学のマイケル・リー博士は、「これは単なる漸進的なものではなく、スケールアップすればパラダイムシフトだ」と指摘した。報道に主要な矛盾は見られないが、大規模生産のスケーラビリティは実世界の条件下で未テストである。