繊維狀カーボンナノチューブ電池は高性能「エナジーウエア」に編み上げられます。

＜p＞最近のGoogleメガネ（Google Glass）の新作発表やアップルiWatchのスマート腕時(shí)計(jì)が発売されるなど、さまざまな兆候が見(jiàn)られます。

このような製品の電力供給の問(wèn)題を解決するために、中國(guó)の上海復(fù)旦大學(xué)の研究者は初めてカーボンナノチューブ（CNT）に基づく繊維狀の全リチウムイオン電池を作製しました。

この研究成果は最新號(hào)の「ナノ速報(bào)」に発表された。

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＜p＞頭から生物醫(yī)學(xué)の監(jiān)視測(cè)定まで、裝著できる電子製品は多くの先進(jìn)的な機(jī)能を提供できます。電池に対する要求はとても高く、體積が小さいだけではなく、重量が軽いだけではなく、設(shè)備の運(yùn)行に必要な強(qiáng)力なエネルギーを備えていなければなりません。

したがって、著用可能な電子製品の最大の技術(shù)ボトルネックは電池です。

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＜p＞物理學(xué)者組織網(wǎng)によると、新しい研究設(shè)計(jì)と編制されたカーボンナノチューブ（CNT）複合糸は、綿繊維の中にしっかりと巻きつけられ、高性能のリチウムイオン電池を作り出すことができるという。

この繊維は直徑1ミリ程度で、柔軟な織物や布地に編み上げられ、柔軟な裝著可能な電子機(jī)器と互換性がある。

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＜p＞この研究に參加した翁偉（音訳）は、「この電源は直接的にシームレスに裝著できる電子製品に集積される必要がある。

服に柔軟に織られる必要があるので、繊維狀の電源が一番いいです。

カーボンナノチューブの繊維狀リチウムイオン電池は初めて実現(xiàn)されたが、高エネルギー密度0.75メガワット時(shí)／平方センチを含む非常に優(yōu)れた電気化學(xué)性能を示し、100回の使用期間を経て、電池の保有容量は87%に達(dá)した。

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＜p＞繊維狀リチウムイオン電池の設(shè)計(jì)における最大の挑戦の一つとして知られているシリコン膨張問(wèn)題です。

充電／放電中に化學(xué)反応が起こり、シリコンの體積は大きな変化に耐えて300%に達(dá)する。

この狀況に適応するために，研究者はカーボンナノチューブを?qū)毪筏蒲}合CNT／シリコンウエート陽(yáng)極を作製した。

カーボンナノチューブは、シリコンの＜a href=“http:/www.91se91.com/news/indexuc.asp”＞體積変化＜a＞を効果的にバッファリングし、それを堅(jiān)固にしています。

このハイブリッド構(gòu)造がないと、シリコンの膨張が剝がれ、電池が壊れます。

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＜p＞陰極を作る材料に対して、研究者はカーボンナノチューブとマンガン酸リチウムを採(cǎi)用しています。その利點(diǎn)は安定性が高く、作業(yè)電圧が高く、コストが低いことです。

ゲル電解質(zhì)から分離された陽(yáng)極と陰極をCNTの糸に基づいて綿繊維に巻きつけることで、このリチウムイオン電池をフレキシブルな＜a href=「http:/www.91se91.com/news/indexuc.asp”＞織物＜a＞に編むことができます。

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＜p＞これまで研究者はスーパー＜a href=“http:/www.91se91.com/news/indexuc.asp”を製造しようと試みていましたが、リチウムイオン電池の繊維が製造されにくいため、あまり関心を持っていませんでした。

しかし、リチウムイオン電池は、より高いエネルギー密度とより低い自己放電損失などの利點(diǎn)があり、スーパーキャパシタに比べて、一般的な裝著可能電子機(jī)器に対してより良い選択を提供しています。

研究者はこの方面で、現(xiàn)在の仕事は前の研究に基づいて改善しているが、まだ改善の余地があると説明している。

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＜p＞研究者は「2012年の報(bào)道によると、リチウムイオン電池は銅線を骨格とし、ケーブルのような形をしている。

その結(jié)果は素晴らしいですが、この電池は大徑のため、液體電解質(zhì)を使っています。しかも重いので、エネルギー織物には不向きかもしれません。

現(xiàn)在はカーボンナノチューブ繊維をその骨格として採(cǎi)用し，密度は銅の1／9に近く，ゲル電解質(zhì)を用いて安全性を確保している。

また、複合糸の陽(yáng)極と陰極はカーボンナノチューブ繊維、直徑100μmで、ケーブル電池の陽(yáng)極1/10の活性材料だけで作られていますので、この繊維狀の電池は、衣服を作るための高分子繊維と互換性があり、高性能な電池を?qū)g現(xiàn)しました。

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＜p＞將來(lái)的には、さまざまな分野でこの繊維電池をさらに改善する予定です。

研究者は「まず、容量や循環(huán)壽命などの性能を向上させ、次に規(guī)模化して生産する。第三に、他の機(jī)能が結(jié)合される。例えば、引張、変色、自己供給など。」

（中國(guó)科技網(wǎng)-科技日?qǐng)?bào)）