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市販のリチウムイオン電池の

 アノードを、ケイ素を使った材料に置換えると充電量が向上する。ただしケイ素アノードは充電や放電の際に、極端な拡大や縮小を伴って、乞われなくても、壊れてしまう。今回研究者らは通常の直鎖高分子であるポリアクリル酸を、機械的結合(mechanical bonds)を含むポリロタキサンと共有結合で連結させた[1]。ポリロタキサンには、アミンで官能基化されたポリエチレングリコール鎖に多くのシクロデキストリン環が通されている。電池が充電されているとき、ケイ素アノードは拡大するけど、環が鎖に沿って自由に移動して圧力を解消させる、滑車のような系である。この分子網細工は優れた弾力性を有し、およそ400%の圧力まで耐えることができる。これまでケイ素ナノ粒子が使われていたアノード製造はケイ素ミクロ粒子に置換えることができる。また従来のケイ素アノードでは重さベースで20%の高分子バインダーが使われていたのに対して、今回のそれは10%である。機械的結合がエネルギー貯蔵に救いの手を差し伸べた最初の例であるとコメントされている。ロタキサンもたくさん使われる様子である。

[1] Chemical & Engineering News, 2017 July 24, p. 6.

DOI: 10.1126/science.aal4373

17.8.14

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