米国ミズーリ大学の研究者らが電子機器用の新しいハニカム設計に成功すれば、充電間のバッテリー寿命が大幅に延びるとしており、ノートパソコンや携帯電話のバッテリーの寿命が100倍も長くなる可能性がある。
天文学教授ディーパック・K・シン氏が率いる物理学者グループは、2つの技術誌「アドバンスト・エレクトロニック・マテリアルズ」と「アドバンスト・サイエンス」に掲載された論文の中で、はるかに効率が高く、電池の寿命を延ばす新しい半導体回路構造を開発したと主張している。
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論文の1つには、磁気構造に移行して電流のスイッチングを回避することで従来のシリコンダイオードの電力損失と熱発生を効果的に削減する新しい設計を使用することで、バッテリーの電力消費が「3桁小さくなる」と記されている。
研究チームは実際に機能するプロトタイプを開発し、「超小型素子の人工パーマロイハニカム格子」と表現する設計の特許を申請しました。また、この手法を商業化するために別の会社も設立しました。
2つ目の論文では、低温で作動するバッテリーの副作用として、熱として消費されるエネルギーがそれほど多くないため、従来のバッテリーよりもはるかに効率的になると主張している。
この発見は物理的なバッテリーではなくコンピューターモデリングに基づいていますが、シン氏は 2 つの要因の組み合わせにより「通常の 5 時間の充電が 500 時間以上に延長される可能性がある」と予測しています。
バッテリー寿命のそのような改善は明らかに楽観的すぎる予測です。コンピューターチップ製造へのまったく新しいアプローチがバッテリー寿命の漸進的な改善につながるという考えに興奮する人はそれほど多くないでしょう。しかし、現代社会でますます重要になっているもののパフォーマンスを改善できるものなら何でも良いことです。
メディアの偏向
シン氏は現状について次のように説明している。
この設計では、小さなハニカムが磁性合金で覆われており、一方向の電流、つまり一方向にのみ電流が流れるようになっているため、内部で消費されるエネルギーが大幅に削減されます。
もしシン氏と彼のチームがこのアプローチをもっと大規模に機能させ、さらに重要なことに、それを安定させ、生産を経済的に実行可能にすることができれば、シリコン プロセッサを使用するあらゆるものが理論的にはより電力効率の高いバージョンに置き換えられるため、潜在的な用途は広大になります。
また、これにより、これまで人々に火傷を負わせ、大規模な製品リコールを引き起こし、死者も出している爆発性バッテリーの問題も解消される可能性がある。
ゆっくりとした進歩
しかし、はるかに電力効率の高い電子機器を生産する方法として磁気のアイデアが推進されたのはこれが初めてではないことに注意する必要があります。
約10年前、マイアミ大学の研究者らは、従来の電気生成に用いられる化学反応ではなく、強力な磁場を印加することで充電されるナノ磁石を用いた磁気「スピンバッテリー」を次世代電源装置に用いる方法を概説した。
過去数年間、インテル、クアルコム、東芝、サムスンが運営する磁気RAM（MRAM）プログラムなど、「スピントロニクス」をめぐっては多くの取り組みや動きがあったものの、まだ有意義な進歩には至っていない。
だからといって、実現しないというわけではありません。チップメーカーが従来のRAMやDRAMの高密度化要求に苦慮する中、磁気式アプローチはますます魅力的に見えています。
しかし、1日に2回充電するのではなく、週に1回充電するだけで済む携帯電話なんて、まだ実現には程遠い。®
