シリコンナノ粒子埋蔵量が豊富で、リチウム電池に使われる黒鉛よりも多くのリチウムイオンを吸収できることから、大容量電池の製造が期待できる材料と考えられている。しかし、シリコン粒子はリチウムイオンを吸蔵・放出する際に膨張・収縮するため、充放電を繰り返すと破損しやすくなります。

カナダのアルバータ大学の化学者、ジリアン・ブリアク氏のチームは、シリコンをナノサイズの粒子に成形することが破損の防止に役立つことを発見した。この研究では、4 つの異なるサイズのシリコン ナノ粒子をテストし、シリコンの欠点を最小限に抑えながら、シリコンの利点を最大化するにはどのくらいの大きさがよいかを決定しました。

これらは、シリコンの低い導電性を補うナノ細孔直径を有するカーボンでできた高導電性グラフェン エアロゲル内に均一に分散されています。彼らは、最も小さな粒子（直径わずか 10 億分の 1 メートル）が、複数回の充電と放電サイクル後に最高の長期安定性を示すことを発見しました。これにより、リチウムイオン電池でのシリコン使用の制限が克服されます。この発見は、現在のリチウムイオン電池よりも10倍強力な新世代の電池と、次世代のシリコンベースのリチウムイオン電池に向けた重要な一歩につながる可能性があります。

この研究には、特に電気自動車の分野での幅広い応用の見通しがあり、これにより、より遠くへの走行、より高速な充電、バッテリーの軽量化が可能になります。次のステップは、より迅速かつ安価にシリコン ナノ粒子を製造し、工業生産での使用を容易にする方法を開発することです。

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