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炭素繊維で作られた構造電池は、より軽量なデバイスのための「質量ゼロ」のソリューションとして注目されている。
Sample of carbon fiber material that can store energy
(画像提供:Sinonus)

スウェーデンのスタートアップ企業は、多目的素材の開発を通じて、ノートパソコンやその他のポータブルデバイスの軽量化に革命を起こす可能性があります。特に、炭素繊維を用いた研究は、この素材がエネルギー貯蔵とデバイスの外装ケースの一部として機能する「質量ゼロ」のバッテリー開発につながる可能性があります。

技術系スタートアップ企業Sinonusは、スウェーデンのヨーテボリにあるチャルマース工科大学の研究から生まれました。同大学の研究チームは長年にわたり、構造的完全性に必要な剛性と、エネルギー貯蔵に必要な電気化学的性能の両方を備えた炭素繊維の開発に取り組んできました。

Diagram showing layers of carbon fiber material offering structural and electrochemical properties

構造的および電気化学的特性を持つ炭素繊維材料の層を示す図(画像提供:Sinonus)

チャルマース工科大学とベンチャーキャピタルのチャルマース・ベンチャーズは、このプロジェクトをスタートアップ企業としてスピンオフさせ、シノナス社は現在、電極としても機能する炭素繊維の商品化に取り組んでいます。シノナス社はすでに概念実証を行っており、研究室で単4電池を自社の炭素電極電池に置き換えています。

もちろん、単4電池はノートパソコンやスマートフォンに使われている電池とは大きく異なります。課題は、炭素繊維結晶を設計し、効果的に機能するために必要なエネルギー密度を実現することです。シノナス社は最新のエネルギー密度指標を公表していませんが、チャルマース大学で2021年に開発されたプロトタイプは、わずか24ワット時/キログラム(Wh/kg)でした。比較すると、ノートパソコンに使用されている既存のリチウムイオン電池のエネルギー密度は通常80~120Wh/kgです。

A sample of Sinonus's energy-storing carbon fiber material

Sinonusのエネルギー貯蔵炭素繊維材料のサンプル(画像提供:Sinonus)

シノナス社のCEOに最近就任したマルクス・ゼッターストローム氏は、この課題を認識している。しかし同時に、この素​​材が構造的完全性部品としても機能することで、蓄電効率の低下を補えるとも指摘した。「炭素繊維への蓄電は、従来のバッテリーほど効率的ではないかもしれませんが、当社の炭素繊維ソリューションは構造的な耐荷重性も備えているため、システムレベルで非常に大きなメリットが得られます」とゼッターストローム氏はニューアトラス誌に語った。

Sinonus氏が説明するように、「既存の質量」を利用してエネルギーを蓄えることで、デバイスの重量と体積を削減しながら、システム全体のパフォーマンスを向上させることができます。結局のところ、ノートパソコンが小型軽量でありながらバッテリー駆動時間が同じであれば、エネルギーを蓄える素材がLiONバッテリーパックほど効率的でなくてもほとんど問題になりません。

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ジェフ・バッツは10年以上にわたりテクノロジーニュースを取材しており、彼のIT経験はインターネット誕生以前から培われてきました。そう、彼は9600ボーが「高速」と呼ばれていた時代を今でも覚えています。特にDIYやメーカー関連の話題、そして最先端のテクノロジーに関する記事を好んで取り上げています。