新しい安価な太陽電池はおしっこの成分で作られている

: By スタンフォード大学エイミー・アダムス

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ソーラーパネル上で蝶。フォトクレジット：タクバー（cc 2.0）

肥料や哺乳類の尿によく見られる尿素で作られたバッテリーは、太陽光やその他の再生可能エネルギーのエネルギーを蓄えて、時間外に消費するための低コストの方法を提供することができます。

電池は不燃性であり、豊富なアルミニウムとグラファイトから作られた電極を含んでいます。その電解質の主成分である尿素は、植物肥料のために既に工業的に生産されています。

「本質的に、あなたが持っているものは、地球上で見つけることができるもっとも安価で豊富な材料で作られたバッテリーです。そしてそれは実際には良い性能を持っています」とスタンフォード大学の化学教授であるHongjie Daiは言います。「グラファイト、アルミニウム、尿素をとって、実際にかなり長い間サイクルできる電池を作ることができると思ったのは誰でしょう？」

2015では、Daiのラボが充電式アルミニウム電池を初めて製造しました。このシステムは1分未満で充電され、数千回の充放電サイクルが続きました。研究室は台湾の産業技術研究所（ITRI）と協力してこの古いバージョンのバイクに動力を供給しましたが、これには大きな欠点がありました。

最新バージョンには尿素系電解液が含まれており、100モデルに比べて2015モデルのほうが安く、効率が高く、45分の充電時間があります。尿素がバッテリーに使われたのは初めてです。

ダイ氏によると、XNUMXつのバッテリーのコスト差は「昼と夜のように」です。調査結果はに表示されます 米国科学アカデミー紀要.

化石燃料由来のエネルギーとは異なり、太陽エネルギーは、太陽が輝いているときにのみ、本質的に利用することができます。ソーラーパネルは、昼間に電気グリッドにエネルギーを送り込みます。そのエネルギーがすぐに消費されなければ、熱として失われます。

再生可能な技術の需要が高まるにつれて、安価で効率的なバッテリーが夜間に放出するためのエネルギーを蓄える必要性も増しています。リチウムイオン電池や鉛蓄電池などの今日の電池は高価であり、寿命が限られています。

博士候補のMichael Angell氏は、新しいバッテリーはグリッドのストレージ問題を解決する可能性があると述べています。「安いです。それは効率的です。グリッドストレージが主な目標です。

エンジニアは、バッテリの低コスト、高効率、長寿命という理由で、グリッドストレージも最も現実的な目標であると述べています。クーロン効率（Coulombic efficiency）と呼ばれる効率の1つは、充電中に充電される充電単位あたりの充電量を測定することです。このバッテリーのクーロン効率は99.7％です。

小型の電子機器や他の機器で一般的に見られる効率的なリチウムイオン電池も可燃性である可能性があります。対照的に、尿素電池は可燃性であり、したがって危険性は低い。

"私の家のバックアップバッテリが、火災を起こす可能性の少ない尿素で作られていれば、私は安全だと感じています。

グリッドストレージの需要を満たすためには、商用バッテリーは少なくとも10年間持続する必要があります。バッテリー内部の化学的プロセスを調べることで、エンジェルは寿命を伸ばしたいと考えています。

見通しは有望です。実験室では、これらの尿素ベースのアルミニウムイオン電池は、1,500充電時間、45分充電時間を経ることができます。

"このバッテリーでは、すべての建物や家庭に太陽エネルギーを蓄えることが夢です。 "たぶんそれは日常を変えるだろう。私たちは知らない」

バッテリーの特許はDaiによって設立されたAB Systemsにライセンスされています。商用バージョンは現在開発中です。