テクノロジートレンド: リー

性能が強化されたリチウム硫黄電池、地球と月で使用される燃料としての鉄、潜在的な炭素捕捉媒体としてのグリーンランド岩粉が、今週のテクノロジーレーダーに注目されています。

オーストラリアの電池技術会社Li-S Energyは、第3世代半固体リチウム硫黄電池技術を利用した初の20層電池セルの開発を発表した。

同社が強調するこの技術の主な利点には、540Wh/lに達する体積エネルギー密度の45%向上、400Wh/kgを超えるより高い重量エネルギー密度、および低引火性電解液の使用による安全性の強化が含まれます。

この性能は、現在のリチウムイオン電池と比較して、重量エネルギー密度の約 2 倍であり、体積エネルギー密度と同等であると同社は述べています。 したがって、実用的には、これは、Li-S バッテリーセルが既存の Li-ion バッテリーと同じサイズで、重量が半分になったことを意味します。

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Li-Sは、セル構造内で同社の特許取得済みの窒化ホウ素ナノチューブとリチウムナノメッシュを活用した新しいGen3セルが、ドローンやその他の電子航空アプリケーションでの使用で特に興味深いものになると想定している。同社はすでに設立されており、2035 年までに年間 320 億ドルを超えると推定されています。

森林火災では、温度が燃焼に十分なほど高温になると、火が一本の木から次の木へと飛び移ることがよく知られています。これは、地球上で自然に起こることはほとんどない、不連続燃焼として知られる現象です。

このプロセスをより詳細に理解するために、科学者たちは宇宙の無重力環境での鉄粉の燃焼を調査してきた。そこでは鉄粒子は浮遊し、目立たずに発火することができる。

現象を捉える高速画像の使用により、彼らは地球上で燃料を燃やすための理想的な条件を示すモデルを作成し、そこから実用的な鉄燃焼炉を構築することが可能になりました。

鉄を燃やす利点は化学によるものです。 本質的に、燃料の燃焼は酸素原子の追加によって材料を変化させるプロセスであり、鉄の場合、燃焼後の残留物は酸化鉄、つまり錆になります。 それは簡単に収集して処理して酸素を除去し、鉄として戻すことができます。 したがって、持続可能な電源からの電気を使用することで、鉄は循環的で無限にリサイクル可能な燃料になる可能性があります。

オランダのスタートアップ、メタロット社によって、オランダのアイントホーフェン近郊のブーデルで、鉄を燃料源として使用する実証プラントが稼働中である。このプラントは、倉庫に設置されたユニットで1MWの蒸気を生成できる。

このような製鉄発電所を大規模化すれば、はるかに多くのエネルギーを生産できるが、この技術は月面でも使用できる可能性があると欧州宇宙機関は示唆している。 太陽エネルギーを利用して、月の鉱物からアルミニウムやシリコンの粉末を生成したり、月の氷から水素や酸素を利用したりできます。

この水素は、鉄とチタンを多く含む月の塵を変換して水と鉄粉を生成するために使用されます。 水の氷から得られる金属粉末と酸素は、ロケットや地上輸送の推進剤として使用でき、副産物の水は飲料水として使用することもできます。

粉砕したケイ酸塩鉱物を農地土壌に適用することは、土壌酸への曝露によりこれらの鉱物の風化速度を高めることによって二酸化炭素を吸収する方法として提案されている。

しかし、デンマークの研究者らによる新しい研究は、氷河の浸食過程で岩石を粉砕して形成された細粒の材料である氷河岩粉が、豊富に入手可能であり、エネルギーを大量に消費する粉砕の必要性を回避できるため、より安価でより実用的な代替品である可能性があることを示唆しています。

粉砕されたケイ酸塩鉱物と同様に、氷河岩粉は風化した栄養不足の土壌での農作物の収量を向上させることが以前に示されています。 しかし、デンマークの研究者は、それがCO2を隔離するのにも効果的であることを発見しました。

研究者らは、グリーンランドの氷河岩粉を使用し、デンマークの酸性の砂質土壌に適用したところ、3年間にわたるCO2吸収量の推定値が、玄武岩粉砕時の以前の推定値と同程度であることを発見した。

研究者らは、彼らの推定には採掘、輸送、利用による排出量が考慮されておらず、風化による吸収量がそれを上回るようにするためには、これらを徹底的に考慮する必要があるが、輸送の脱炭素化が進むにつれて排出量はさらに増加する可能性が高いと指摘している。要因は少なくなります。

グリーンランドには年間約10億トンの氷河岩粉が堆積している。 研究者にとって、さらなる研究が必要な主な問題は、CO2 吸収量を計算するためのプロトコルを「真実」にする必要性です。