シリコンアノードとは？

バッテリーには3つの特定の部品が付属しており、そのうちの1つはアノードです。 電気機器に電力を供給する電子が蓄積されるのはこの領域です。 2011年現在、グラファイトアノードはリチウム電池で最も一般的に使用されています。 シリコンアノードは、従来のグラファイトアノードの最大10倍のエネルギー量を生成する理論上の能力を備えています。 主な問題は、シリコンアノードが簡単に壊れ、生成されるエネルギーの量が減り、バッテリーが不安定になることです。 これが、シリコンアノードが一般的に使用されていない理由です。

小型の単三電池から大型の発電機電池まで、すべての電池には、カソード、電解質、アノードの3つの部分があります。 陽極は負に帯電しており、電子が蓄積されます。 自然が指示するように、電子はカソードによって生成される正電荷に移動するように強制されます。 電解質層は、電子がカソードに直接入らないようにし、代わりに、エネルギーが電気デバイスを通過するように強制し、カソードで停止する前にデバイスをオンにして動作させます。 すべてのバッテリーが機能するのはこのプロセスです。

リチウムを主電源として使用するリチウム電池では、グラファイトがアノードとして使用されています。これは、大量のエネルギーを生成でき、一定の使用に対して十分な耐久性があるためです。 グラファイトの出力は他のソースの出力に比べて高いですが、シリコンが生成できる出力の量に制限されています。 シリコンをリチウムと組み合わせると、最大10倍のエネルギーを生成できるため、バッテリーを交換したり再充電したりすることなく、携帯機器や電気自動車を長時間使用できます。

シリコンアノードの使用に関する問題は、シリコンの耐久性が低いことです。 電子がシリコンアノードによって生成され、シリコンアノードを通り抜けると、シリコンは摩耗と変形の兆候を示します。 シリコンが変形すると、通常の電荷を維持できなくなり、エネルギー量が低下します。 これは、シリコンはグラファイトアノードに比べて寿命がはるかに短いことを意味しますが、高い電荷を保持できます。

この問題を回避するために、研究者はシリコンアノードにシリコンナノワイヤーを使用しています。 ナノワイヤは、劣化することなくエネルギーに耐えることができます。 このタイプのアノードは、破損または破損しないことが示されており、これらのバッテリーの実行可能なエネルギー源となっています。