スウェーデン・チャルマース工科大学が、カーボンファイバーを単なる高強度な素材としてだけでなく、バッテリー電極にも活用可能だとする研究内容を発表しました。この研究では、たとえば電気自動車や航空機のボディにカーボンファイバーを用いつつ、バッテリーとしても使う可能性が示されています。
電気自動車の航続距離を延ばすには大容量のバッテリーが必要ですが、その搭載スペースには制限があり、また重量も問題となります。しかし大学のLeif Asp教授は「車体は単なる構造体としてだけでなく、バッテリーとしても機能するようになるだろう」と語ります。
自動車のボディに使うカーボン素材をバッテリーにするためには、炭素繊維の大きさや構造を最適化し、エネルギー貯蔵に必要な電気化学特性と剛性との間のバランスを改善する必要があります。
研究者は、市販されるさまざまな炭素繊維の微細構造を研究しました。そして結晶が小さく配向が整っていないカーボンファイバー素材ほど剛性は低くなるものの、良好な電気的性質を有することを発見しました。
Asp教授は「剛性のわずかな低下は、自動車などの多くのアプリケーションでは問題になりません。現在出回っているのは航空機での使用にあわせて作られた、非常に高剛性かつ高価な炭素繊維複合材がほとんどでであるため、炭素繊維メーカーは素材の用途を拡大できる可能性がある」と説明します。さらにカーボンファイバーを、運動エネルギーを検知するセンサーや、ケーブルの代わりの導体としても利用することで、自動車の重量を最大50%も削減できるとAsp教授は語っています。
ただ、カーボンファイバー素材は非常に高価だという欠点があります。レーシングカーや先端技術分野ではよく使われている印象ではあるものの、それらはコストよりも機能・性能を優先しているものばかりです。
今回の研究成果が実際にEVなどで実用に至るには、まずはカーボンファイバー素材の大幅なコストダウンが必要でしょう。バッテリー容量を増やすためにカーボンファイバー使用箇所を必要最小限にすれば...とも考えたくなるものの、それだったら普通に自動車のバッテリー搭載スペースをやりくりするほうが簡単かもしれません。
ソース
EVのボディ全体をバッテリー化？カーボンファイバーを電池化する研究成果が発表 - Engadget 日本版
https://japanese.engadget.com/2018/10/22/ev/