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オーストラリアのモナシュ大学のエンジニアたちが、長距離走行型EVや商業用ドローンを駆動することができる超高速充電型リチウム硫黄（Li-S）電池を開発した

この軽量なLi-S電池は、急速充電が可能で、近い将来ドローンを駆動し、将来的には電動航空機にも使用される可能性があるという。研究者たちは、商業用ドローンや電動垂直離着陸機（eVTOL）で1年以内にこの技術を実証することを目指している。

10年にわたる研究の成果であり、「Advanced Energy Materials」誌に発表されたこの研究は、再生可能エネルギー分野の電池技術における変革をもたらし、実用的なリチウム硫黄電池のプロトタイプに新たな基準を確立するものだとしている。

論文の筆頭著者であるマレーシャ・ニッシュシャンケ氏（モナシュ大学ナノスケール科学技術研究所［NSEL］の博士課程候補生）は、新しい電池が従来のリチウムイオン電池のエネルギー密度を2倍にし、さらに軽量であると述べた。

ニッシュシャンケ氏：私たちは、家庭用の一般的な消毒剤であるベタジンの化学特性に着想を得て、充放電速度を加速させる方法を見つけました。これにより、この電池は現実の重負荷用途に適した選択肢となりました。

論文の共同主著者であるペタル・ヨヴァノヴィッチ博士は、Li-S電池が商業用ドローンを駆動すると同時に、高性能で持続可能な電動航空機の実現に近づけると考えているという。

ヨヴァノヴィッチ博士：この技術革新は、Li-S電池を長距離EVだけでなく、特に軽量かつ迅速で信頼性の高い電力供給が求められる航空や海事産業に適した現実的な選択肢にするための大きな一歩です。

電気自動車に搭載すれば、Li-S電池は1回の充電でさらに1000キロメートル走行でき、充電時間も数時間に短縮できる。

ヨヴァノヴィッチ博士：メルボルンからシドニーまでを1回の充電で移動できる電気自動車や、数分で充電が完了するスマートフォンを想像してみてください。それが現実になる瀬戸際に私たちはいます。

共同研究者であり、先端製造技術研究ハブのディレクターを務めるマイナク・マジュムダー教授は、Li-S技術は通常、高性能を維持しつつ劣化を抑えるのが難しいが、この革新的な電池は大量の電力を一度に取り出しても壊れないと説明した。この電池はより安価で、エネルギーを多く蓄えることができるという。

マジュムダー教授：私たちは硫黄の特有の化学特性を活用し、安全で効率的な電池を作り上げました。この新しい触媒のおかげで、商業化への最後の障壁の1つであった充電速度の問題を克服しました。 私たちの触媒は、Li-S電池のCレート性能を大幅に向上させたことが、初期の概念実証用のプロトタイプセルで示されました。商業スケールでの拡大やより大きなセルの生産が進めば、この技術はエネルギー密度を400Wh/kgにまで引き上げる可能性があります。 これにより、特に航空のような動的性能が求められる用途に非常に適したものとなります。航空機では離陸時に高Cレートを処理し、巡航時には低Cレートに効率的に切り替える必要があります。

Li-S電池はまた、従来のリチウムイオン電池に使用されるコバルトなどの限られた環境負荷の大きい資源に依存せず、より環境に優しい代替品でもある。

世界のリチウム硫黄電池市場は2028年までに2億900万米ドル規模に成長すると予測されており、モナシュ大学の先駆的な取り組みは、オーストラリアを急速に拡大するこの産業の最前線に位置づける可能性があるとマジュムダー教授は述べた。

マジュムダー教授：この新興産業は雇用を生み出し、経済成長を促進し、オーストラリアを市場の主要プレーヤーとして位置づける可能性を秘めています。 高性能電池の需要が急増する中、最先端技術への投資は、雇用創出や経済成長に長期的な恩恵をもたらすでしょう。

現在、Ghove Energyはプレシード資金を調達中であり、投資家の参加を呼びかけている。研究チームはさらに革新を進めており、充放電時間をさらに短縮する新しい添加剤や、必要なリチウムの量を削減する方法を模索している。

マジュムダー教授は、この研究が米国空軍研究事務所の支援を受けており、モナシュ大学チームの深い専門知識が国際的に認められている証であると語った。

この技術を市場に投入するため、モナシュ大学は新しいスピンオフ企業であるGhove Energyを立ち上げ、現在プレシード資金を調達中だ。次世代の持続可能な電池技術を支援するため、知識豊富な投資家がこのプロジェクトに参加することを呼びかけている。

モナシュ大学