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。
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エネルギー
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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。
サイエンススイスの巨大な穴が変える欧州電力網：FlexBaseが建設する世界最大のレドックスフロー電池とは
スイスのFlexBase社は、サッカーピッチ2面分の地下に2.1GWhの世界最大級レドックスフロー電池を建設中だ。これはAIデータセンターの電力需要増加や再生可能エネルギーの不安定性に対応し、欧州の電力グリッド安定化を目指すもので、2029年の稼働開始を予定している。この技術は、リチウムイオン電池では難しいグリッドスケールの長期貯蔵に特化しており、非引火性でリサイクル可能という安全面や環境面での利点を持つ。
テクノロジー中国科学院、16年劣化なしの「全鉄フロー電池」を開発：リチウムの1/80のコストで大規模蓄電網を再定義する
中国科学院は、分子設計された鉄錯体「[Fe(HPF)BHS]4-」を開発し、全鉄フロー電池の電解液の安定性を飛躍的に向上させた。これにより、6,000回の充放電サイクル後も容量低下が見られず、リチウムの80分の1の原料コストと水系電解液による発火リスクゼロで、グリッドスケール蓄電の経済性を根本から変える可能性を秘めている。
サイエンス加熱の途中に「新材料」が隠れていた：β-BiVO₄と黒色電池相を発見
材料を加熱して作るとき、科学者が記録してきたのは出発物質と最終産物だけで、加熱の途中で何が起きるかはほとんど無視されてきた。Warwick大学とBirmingham大学の研究チームが単一源前駆体の加熱過程を連続的に追跡したところ、従来の手法では見えなかったβ-BiVO₄（バナジン酸ビスマスの新多形体）と、リチウムを初回約300mAh/g・15サイクルで400mAh/gまで蓄える黒色中間相が現れた。Nature Communications掲載のこの研究は、「最終産物を狙う」から「加熱経路を設計する」へ材料探索の視点を転換させる可能性がある。
テクノロジーCATLとHyperStrongが結んだ60GWhのナトリウムイオン供給契約：次世代蓄電池インフラの「DeepSeekモーメント」
CATLとHyperStrongは、リチウム依存を克服する次世代技術として注目されるナトリウムイオン電池の60GWh供給契約を締結した。これは、CATLが量産課題を克服し、リチウムイオン電池と同等以上の性能とプラットフォーム互換性を持つナトリウムイオン電池を商業規模で提供可能になったことを示す。この契約は、再生可能エネルギーの安定供給に不可欠な送電網規模のエネルギー貯蔵システム市場における、ナトリウムイオン電池の実用化と普及を加速させる転換点となる。
サイエンス人間の直感はもう要らない？AIが廃熱から電力を生む効率を8.2倍に跳ね上げた「異形の発電機」を考案
探査機ボイジャーの電力源である熱電発電は、地球上の未利用熱を電力に変える技術として期待されてきたが、低い変換効率が課題だった。韓国の研究チームは、熱電デバイスの幾何学的な形状が効率に大きく影響することに着目し、トポロジー最適化アルゴリズムを用いて発電効率を最大化する異形の形状を導き出した。この形状最適化により、熱電発電の起電力と電気抵抗のバランスが劇的に改善され、変換効率が飛躍的に向上することがシミュレーションで示された。
サイエンス廃棄電池を1分でよみがえらせる。ライス大学が発見した「水とアミノ塩」の驚異的な回収力
ライス大学の研究チームは、リチウムイオン電池廃材から希少金属を効率的に回収する新技術を開発した。水を基剤とするアミノ塩化物溶液を用いることで、室温・わずか1分以内に主要金属を約65%浸出可能であり、従来の高温・長時間処理の課題を解決する。この高効率の鍵は、溶媒の窒素原子が持つレドックス活性にあることを突き止めた。
サイエンス中国が石炭を「燃やさず」発電する装置を開発：CO₂ゼロ、効率40%超の電気化学セルが示す本当の意味
中国の研究チームが、石炭を燃焼させずに直接発電し、CO₂を排出しない「零炭素排出直接石炭燃料電池（ZC-DCFC）」の開発成果を発表した。これは従来の石炭発電の熱力学的限界を克服する画期的な技術だが、実用化には多大な課題が残されている。この技術は、中国の脱炭素戦略と国際交渉におけるバーゲニングカードとなり、グローバル・サウスのエネルギー政策に新たな選択肢を提供する可能性を秘めている。
サイエンス発電ロス5%でレンガに化ける太陽光パネル。景観条例をくぐり抜ける構造色フィルムの仕組み
ドイツのフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所が、既存の太陽光パネルに貼るだけでレンガや屋根瓦の外観を再現する新技術「ShadeCut」を開発した。この技術は、モルフォ蝶の羽の構造色を応用し、発電量を約95%維持したまま景観規制の厳しい歴史的建造物への太陽光発電導入を可能にする。
サイエンス全固体電池の致命的弱点「ショート」を防ぐ驚きの手法：デンドライトの軌道を操る新技術とは
全固体電池の実用化を阻む、柔らかいリチウムが硬いセラミック電解質を突き破る現象の謎が解明された。極低温電子顕微鏡による観察と力学モデリングから、デンドライト内部に発生する巨大な静水圧応力が水圧カッターのようにセラミックを物理的に破壊するメカニズムが明らかになった。