CA2DM@NUS と CBMM が先進的なニオブを開発

シンガポール国立大学 (NUS) の先進 2D 材料センター (CA2DM) は、グラフェンおよびその他の 2 次元 (2D) 材料の研究に重点を置いており、ニオブ製品および技術のリーダーである CBMM は、新しいニオブを開発しました。 -グラフェン電池。

このバッテリーは現在、シンガポール国立研究財団の支援を受けて、NUSとCBMM（380万米ドルの共同投資で設立）によって最近立ち上げられた新しいCBMM-CA2DM先進電池研究所で3年間にわたってテストされています。

「CBMM-CA2DM先進電池研究所は、電池技術の新境地を探求するためのシンガポールで最もハイテクで設備の整った施設です。この研究所は、新しい固体電解質を作成し、さまざまなセル形状を製造し、最終的には電池を製造するための高度な機器を研究者に提供しています。」 「私たちはニオブグラフェン電池の開発で大きな進歩を遂げ、安全性、効率性、持続可能性において大きな変革をもたらすことが証明されています」とCA2DM所長のアントニオ・H・カストロ・ネト教授は述べた。

先駆者であるニオブグラフェン電池は、従来のリチウムイオン電池と比較して優れた性能と安全性を備えていることが報告されています。 さらに、リチウムイオン電池の揮発性で可燃性の液体電解質はニオブ含有固体電解質に置き換えられ、新しい電池の安全性とエネルギー密度がさらに向上します。

ニオブは電池の負極の主活物質として機能する一方、正極の添加剤としても使用されます。 一方、グラフェンは負極と正極の両方に利用され、電子伝導性と構造安定性を高めます。 負極では、ニオブ材料の独特な結晶構造により、構造を損傷することなく急速充電が容易になります。 正極では、ニオブ材料がイオン伝導性を高め、活物質を劣化から保護します。 さらに、グラフェンの低密度の性質により、バッテリー全体のエネルギー密度を損なうことなく、両方の電極の電子伝導性が大幅に向上します。

ニオブグラフェン電池の最終プロトタイプは、2024 年の第 1 四半期に完成する予定です。

「新しいグラフェンニオブ電池は寿命が長いため、既存のリチウムイオン電池と比較して総所有コストを大幅に削減し、超急速充電機能を備えています。さらに、高温でも爆発の危険がないため、より高い安全性を提供します」 」とCBMM電池グローバル責任者のロジェリオ・リバス氏は語った。 「カソードとアノードの両方にニオブの用途を組み合わせた最初の電池であり、より高い入出力電力、より広い温度動作範囲、より高い充電状態などの利点も備えているため、回生を含む商業および産業用途などの特定の市場向けに開発できます」ハイブリッド車両 (鉄道、トラック、乗用車) 用のブレーキ システム、ヘビーデューティー用途、社内物流、コードレス電動工具などです」と Ribas 氏は付け加えます。

新しい研究室には、先進的なニオブベースの電池と固体電解質の研究と製造の両方のための最先端の設備が備えられています。 ニオブグラフェン電池は、その高性能により、ペースメーカーや除細動器などの医療機器、人工衛星や宇宙船などの航空宇宙機器など、幅広い用途に応用できる可能性があり、いずれも長いサイクル寿命と高い安全性が求められます。規格。 その他の潜在的な用途には、電気自動車や家庭用電化製品などがあります。

「持続可能で高性能なエネルギー ソリューションへのニーズが高まる中、CBMM-CA2DM 先進電池研究所は、エキサイティングな現実世界のアプリケーションを備えた企業と研究の間の強力なパートナーシップを示しています。NUS では、常にイノベーションの限界を押し上げるよう努めており、私たちは、この研究室が科学と技術、さらには産業に新たな貢献をすることを楽しみにしています」とNUS副学長（イノベーションとエンタープライズ）兼CA2DM理事会会長のChen Tsuhan教授は述べた。

今後、この研究室は、さまざまな材料を使用してより高度で新しい電池をテストおよび作成し、地元の研究機関、学部、産業界と交流して電池のフロンティア技術を開発することを目指しています。 ハイテク目標の 1 つは、内部に可燃性の液体を必要とせず、完全に安全な全固体電池技術を開発することです。 研究所内には産業スペースも設けられ、外部企業が商業ニーズを満たすバッテリーのプロトタイプを開発およびテストできるようになります。