研究者がステンレス鋼を使用した世界初の燃料電池を開発、スマートフォンに1週間電力を供給し、ドローンの飛行時間を1時間以上延長できる
過去 10 年間で、モバイル テクノロジーは急速に進歩しました。スマートフォン、スマートウォッチ、カメラ、ドローンは、かつてないほどインテリジェントかつ強力になりました。
しかし、これらの技術の開発は常に、エネルギー供給という 1 つの大きな課題に直面しています。
鋼材の革新的な用途により、この制限はすぐに克服され、将来の電子機器向けの新世代の電源ソリューションが生み出される可能性があります。
より長持ちする-バッテリー技術
韓国の浦項科学技術大学の研究者らは、キョンマン・チェ教授と博士研究員のクンジュン・キム氏が率いる研究者らにより、多孔質ステンレス鋼と薄膜電解質および熱容量を最小限に抑えた電極を組み合わせた新しいタイプの燃料電池を開発しました。{0}
新しい設計により、従来のリチウムイオン電池と比べて耐久性が向上し、耐用年数が長くなります。{0}}
燃料電池は、1 回の充電でスマートフォンに 1 週間電力を供給できます。
研究者らは、スマートフォンを約1週間、ドローンを1時間以上稼働させるのに十分なエネルギーを供給できる小型固体酸化物燃料電池（SOFC）を開発した。
彼らはまた、その構造上の利点に基づいて、この技術が次世代の自動車電源システム用に、より大型でより手頃な価格の燃料電池として開発される可能性があることも示唆しました。{0}}
燃料電池は酸化物電解質を使用して酸素イオンを燃料極に輸送し、水素を電気エネルギーに変換します。
従来の小型固体酸化物燃料電池は、多くの場合、支持材料としてシリコンを使用します。ただし、シリコンと電解質材料の間の熱の不一致により、動作中に急速な劣化が生じる可能性があります。
ステンレススチールコア
これらの制限を克服するために、Choi 教授は多孔質ステンレス鋼をベースにした設計を選択しました。
シリコン-ベースの構造と比較して、ステンレス鋼の設計により、燃料電池の性能と耐久性が向上しました。
チェ教授と彼の研究チームによると、ステンレス鋼が選ばれたのは、優れた熱力学的安定性、機械的強度、酸化および還元反応に対する耐性が理由だという。
マイクロ-SOFC システムなどの高度なエネルギー デバイスの場合、材料の選択が重要です。 304 ステンレス鋼板などのステンレス鋼製品は、バランスの取れた耐食性、機械的特性、製造性能により、精密用途で広く使用されています。
一方、316 ステンレス鋼プレートはモリブデン含有量により耐食性が向上し、材料の安定性が要求されるより要求の厳しい環境に適しています。
エネルギー用途向けの先進的なステンレス鋼製造
小型燃料電池は、薄層構造の正確な製造を可能にする 3D プリンティングに似た技術であるテープ キャスティングおよびラミネーション プロセス (TCL) を使用して製造されました。-。
ステンレス鋼シートを使用することで、エンジニアは構造強度を維持しながら、軽量で高精度のコンポーネントを開発できます。
次世代エネルギー技術に関して、メーカーは以下を組み合わせた材料をますます求めています。{0}
- 高強度
- 熱安定性
- 耐食性
- 正確な寸法管理
これらの要件により、ステンレス鋼は高度な電子およびエネルギー関連アプリケーションにとって重要な材料の選択肢となります。{0}}
ポータブル電源の未来
Scientific Reports に掲載されたこの研究では、薄膜設計の小型固体酸化物型燃料電池（マイクロ-SOFC）がより高い比エネルギーとエネルギー密度を達成できることが示されました。{0}{1}
この技術が商品化に成功すれば、ポータブル電子機器のリチウム電池を部分的に置き換えることができる可能性がある。
研究者らは、このバッテリー技術は、高い電力密度と急速な熱サイクルを必要とするポータブル電子機器に適していると説明しました。
スマートフォン、ラップトップ、ウェアラブル デバイス、ドローンが主要な用途になると予想されますが、潜在的な用途は家庭用電化製品をはるかに超えています。
将来のアプリケーションには、e{0}}e{1}} のような超軽量航空機、次世代のスマート ホーム、さらには Tesla Model 3 などの電気自動車が含まれる可能性があります。-
エネルギー技術が発展し続けるにつれて、精密ステンレス鋼コンポーネント、ステンレス鋼シート、ステンレス鋼プレートなどの先端材料は、燃料電池、エレクトロニクス、クリーン エネルギー システムの革新をサポートし続けます。
