サイエンス
MITが開発した「室温でリチウムを取り出す」魔法の液体。中国依存のEVサプライチェーンを破壊するか
MITの研究チームが、1000℃超の加熱や強酸を使わず、室温でリチウムを抽出する画期的な技術を開発した。ガラスの曇り止め液から着想を得た「逆転の発想」で、廃棄物ゼロの完全循環プロセスを実現。中国依存のサプライチェーンを根底から変える可能性に迫る。
サイエンス「未知の半導体」を逆算して生み出す。AIが覆した材料開発の常識
フリンダース大学とハリファ大学の共同研究チームは、次世代半導体材料の探索におけるボトルネックを打破するため、ベイズ最適化を用いた「スマート材料発見エンジン」を開発した。このエンジンは、膨大な化学空間からガリウムベースの新規半導体を効率的に逆設計し、特定のバンドギャップを持つ材料を高速で特定可能であり、材料科学に新たなパラダイムをもたらす。
サイエンスなぜ金は永遠に錆びないのか？ 量子力学が暴いた「1兆倍の遅延」をもたらす原子の自己防衛
テュレーン大学の研究チームは、金が錆びない理由を量子力学シミュレーションで解明し、従来の「酸素との相互作用が弱い」という定説を覆した。金表面の原子が自発的に六角形の陣形に再構成することで酸素分子の解離を物理的に阻害し、酸化反応を10億倍以上遅延させていることを突き止めた。この幾何学的自己防衛が、金の永遠の輝きを支える真のメカニズムである。
サイエンスナトリウムはバッテリーの主成分としてリチウムに取って代わることができるか？
リチウムイオン電池の課題解決のため、研究チームはリチウムとナトリウムの長所を組み合わせたデュアルカチオン電池を開発した。ナトリウムイオン電池の低エネルギー密度を克服し、持続可能性と高性能を両立させることで、クリーンエネルギーへの貢献が期待される。
サイエンスEVの常識が変わる。6分で85%充電を可能にした「界面触媒」の衝撃
電気自動車の急速充電における課題は、バッテリー内部での激しい摩擦と破壊、特にシリコン負極の体積変化による保護膜の損傷が寿命を縮めることである。アデレード大学の研究チームは、電解液全体ではなく電極表面に硫黄欠陥を持つ二硫化モリブデン触媒を導入し、陰イオンを局所的に引き寄せることで、強固な保護膜形成と高速なイオン輸送を両立する新技術を開発した。この界面触媒は、物理法則の壁を回避し、既存液体系バッテリーの性能を向上させる新たな設計思想を提示するものである。
サイエンス「発電するスマホ画面」がついに実現へ。東京科学大学発の有機ダイオードが打ち破った絶対限界
東京科学大学の研究チームは、有機ELで培われた特殊な発光分子を太陽電池に組み込むことで、光と電気の双方向変換を可能にする多機能素子を開発した。この新設計により、熱としてエネルギーが失われる経路を物理的に遮断し、高効率な発電と鮮烈な発光を同時に実現することに成功した。
サイエンスドローンや重機の動力源が変わる？ 250℃で駆動する「超薄膜」が高濃度メタノール燃料を解禁
オーストラリアのモナシュ大学を中心とする国際研究チームが、燃料電池の長年の課題であった高温下での水蒸気による加湿不要なプロトン伝導膜を開発した。この新開発の超薄膜は、炭素と窒化ホウ素の原子層の間にリン酸をナノ閉じ込めすることで、250℃の環境下でもプロトンを超高速で輸送し、燃料電池の性能を飛躍的に向上させる可能性を秘めている。
サイエンス窓ガラスが発電所になる日。髪の毛の1万分の1の「透明なペロブスカイト太陽電池」が都市を変える
シンガポールの南洋理工大学の研究チームは、ペロブスカイトを用いた10ナノメートル級の超薄型・半透明太陽電池を開発した。これは、光透過性と発電効率のトレードオフを克服し、建物の窓や外壁を巨大な発電プラントに変える可能性を秘めている。従来の太陽電池が抱えていた美観や設置場所の制約を打破し、都市景観に溶け込む新たなエネルギーインフラの実現に貢献する画期的な成果である。
サイエンス添加剤を使わず変換効率26%超え。シリコンに迫る次世代ペロブスカイト太陽電池のブレイクスルー
ペロブスカイト太陽電池は高効率だが短寿命という課題を抱えており、従来は化学添加剤で寿命を延ばしてきた。しかし、高麗大学の研究チームは、化学物質を一切使わず、異なる次元のペロブスカイトを物理的に接触させる「接触誘起カチオン相互作用（CCI）」と熱処理を組み合わせることで、結晶構造を安定させ、24,000時間以上の運用寿命を実現した。
サイエンスコイルという制約からの解放。分子メモリスタが切り拓く「創発インダクタンス」のパラダイム
理化学研究所などの共同研究チームは、分子性モット絶縁体を用いたメモリスタにおいて、外部コイルなしで最大10万ヘンリーを超える巨大なインダクタンスが発現する現象を実証した。これは、電子の遅いダイナミクスと履歴依存性が巨視的な慣性として機能する「創発インダクタンス」であり、従来のコイルの約10万倍の規模で、電子回路の設計思想を根本から変える可能性を秘めている。
サイエンスリチウムの限界を超えるか。寿命を2倍に延ばす「ナトリウムイオン電池」の新技術が米国立研究所で誕生
米国エネルギー省太平洋北西国立研究所の研究チームは、ナトリウムイオン電池の長年の課題である電極界面での溶媒分解問題を解決する「メタ弱溶媒和電解質」を開発した。これは、溶媒分子がイオンに弱く結合しつつ高速で入れ替わることで、高電圧下でも電極表面での副反応を抑制し、実用的なサイクル寿命を実現する画期的な技術である。
テクノロジーバッテリーの常識が覆る。LLNLが開発した「容量2倍・急速充電」を両立する極厚3Dプリント電極の仕組み
ローレンス・リバモア国立研究所のチームは、電極の幾何学構造を最適化する計算機アルゴリズムと多材料3Dプリンティング技術を組み合わせ、大容量と高出力を両立する画期的なバッテリーを開発した。この3Dインターロッキング設計はイオンのデッドゾーンを解消し、従来の2D設計に比べ容量を倍増させ、7,500サイクル以上の長寿命を実現した。