ナノワイヤのバッテリーとは何ですか？

ナノワイヤバッテリーは、2007年に米国のスタンフォード大学で最初に開発されたリチウムイオンバッテリーモデルに基づく化学物質貯蔵バッテリーの一種です。 2011年の時点でまだ洗練されており、2012年に一般公開されています。このテクノロジーは、バッテリーの負の電圧端に位置する10億メートルのスケールで多くの接続されたシリコンナノワイヤの配列を利用しています。材料科学のこの進歩により、従来のリチウムイオンバッテリーの貯蔵密度が8倍から10倍増加し、充電式カメラ、携帯電話、またはラップトップバッテリーのようなものを8〜10倍も長持ちし、枯渇してプラグインする必要があります。化学構造のシリコン

ナノワイヤのバッテリーの背後にある原則は、2010年の時点で米国のサンディア国立研究所で同様の研究を促進しました。そこでは、1つのナノワイヤだけで形成されたシリコンナノワイヤアノードが使用されています。このナノワイヤは、幅が100ナノメートル、または平均的なヒト赤血球の幅について、長さ約10,000ナノメートル、つまり0.01ミリメートルです。透過型電子顕微鏡（TEM）で作られたこのバッテリーの目的は、技術の能力をさらに研究することです。また、医療インプラントの非常に小さな電源として機能するだけでなく、他のマイクロエレクトロニクスデバイスのパワーとして機能する計画もあります。

ナノワイヤバッテリーの開発は革新的なものと見なされていますが、いくつかの限られた欠点があります。結合されたナノワイヤの表面積は、典型的なバッテリーのグラファイトアノードがいくつかの充電段階の期間の後に持っている領域よりもはるかに大きいため、ナノワイヤは固体電気を獲得し始めますライテ間期（SEI）。これは、シリコンナノワイヤアノードの現在の積載能力を制限する化学コーティングの一種です。このような制限により、ナノワイヤのバッテリーが老化するにつれて電力が急速に低下する可能性がありますが、研究により、少なくとも250倍のフルレベルの80％に実際に充電できることが示されています。目標は、商業セクター製品で3,000倍の充電レベルに達することです。

シリコンベースの貯蔵バッテリーの研究は30年以上続いています。シリコンの腫れに関する実際的な問題により、ナノワイヤが発明されるまで、アイデアの有用性が制限されています。スタンフォード大学のプロジェクトの主任研究者であるYi Cui博士は、少なくとも2007年以来ナノワイヤのバッテリーを改良しています。現在、純粋なシリコンのように成長するために高温を必要としないカーボンシリコンナノワイヤを使用することで、実際の大量生産レベルに拡大できると考えられています。