新しい賞はマイクロバッテリーの進歩と導入の加速を目指す

最初のスマートウォッチは、ほとんどの場合、歩数を集計するか、ユーザーに立ち上がるように促すだけでした。しかし今日、ウェアラブル医療機器は、ストレスレベルや睡眠サイクルを追跡したり、不規則な心拍、排卵サイクル、低血中酸素レベルを監視したりできます。症状が始まる前に COVID-19 感染を感知することさえできます。

これらおよびその他のワイヤレス電子デバイスの普及に伴い、小型化も進んでいます。また、小型のデバイスには、その強力な機能に対応できる小型のバッテリーが必要です。

そのため、米国エネルギー省 (DOE) 先端材料製造技術室これは、国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) が管理する American-Made Challenges プログラムの最新の賞品チャレンジです。

8 年 2023 月 1.1 日に応募が開始されたこの賞は、連邦政府の資金調達と性能および安全性試験サービスで合計 XNUMX 万ドルの賞金プールを提供します。 DOE 国立研究所. XNUMX つの賞段階で、選ばれたチームは、性能、安全性、およびリサイクル性の点で現在のモデルを凌駕できるマイクロバッテリーの設計を競います。

　マイクロバッテリーデザイン賞は、性能、安全性、リサイクル性を改善できる革新的な小容量バッテリー設計プロジェクトに、最大 1.1 万ドルの連邦資金と DOE 国立研究所での性能および安全性試験サービスを提供します。 NREL Besiki Kazaishvili によるグラフィック

「マイクロエレクトロニクスは過去 50 年間にわたって社会を変革してきましたが、その主な理由は、縮小し続けているためです」と、マイクロエレクトロニクス研究を率いる DOE の技術マネージャーである Tina Kaarsberg は述べています。「かつて大きな部屋を埋め尽くしていたのと同じコンピューティングパワーが、今では私の指の下に収まります。」

スマートになったデバイスは時計だけではありません。

センサーやその他の電子デバイスは、スマートホーム、工場、農場、都市を構築しています。すぐに、米粒サイズのデバイス一式で、室内の空気の質、工場の安全上の危険、橋梁の状態、植物の健康状態、および心臓の状態を監視できるようになります。マイクロバッテリーを搭載したセンサーは、製造プロセスをスマート化し、クリーンエネルギー技術の開発を加速させ、クリーンエネルギーグリッドを監視することもできます。国が米国の電力システムに再生可能エネルギー源を追加するにつれて、これらのセンサーは、グリッドが信頼できるエネルギーの安定した流れを提供し続けることを保証するのに役立ちます.

これらの小さなデバイスをすべて動作させ続けるには、バッテリーをさらに小さくする必要があります。新しいバッテリー設計は、このスマートな世界の運営に役立つだけではありません。また、特定のアプリケーションに対応し、効率、パフォーマンス、および安全性を向上させるように調整することもできます。しかし、これまでのところ、同等 (またはそれ以上) の電力を供給する小型のバッテリーを構築することは、大きな課題であることが証明されています。

たとえば、製造業者は、より大型のバッテリーを製造するために使用する既存の大規模なプロセスでマイクロバッテリーを製造することはできません。マイクロバッテリーは、より大きな対応物とは異なる化学的性質を使用し、メーカーは一度に多くを生産できないため、マイクロバッテリーの製造プロセスは多くの場合、より高価になる可能性があります. また、その余分なコストにより、新しいマイクロバッテリーの設計をテストして商用利用できるようにすることが難しくなっています。

そこで DOE の Advanced Materials and Manufacturing Technologies Office の出番です。

DOE の技術マネージャーである Paul Syers 氏は、次のように述べています。

個人およびチームは、アイデアとテストと呼ばれる XNUMX つの賞段階に分けられる Microbattery Design Prize に参加する資格があります。

アイデア段階では、競合他社は、特定の用途 (埋め込み医療機器など) に役立ち、特定の性能目標 (特定の電力出力など) を満たすマイクロバッテリーの技術設計を開発します。最大 XNUMX つの優勝チームには、DOE 国立研究所でバッテリーの性能および/または安全性試験作業を完了する機会が与えられます。
アイデアフェーズの勝者のみがテストフェーズに参加できます。この第 XNUMX 段階では、競合他社はプロトタイプを製造し、その性能と安全性、および潜在的なコストを評価します。このコンテストの終わりまでに、参加者は技術を商品化し、製造するための現実的な計画を立てます。

大賞受賞者 300,000 名には $175,000 の現金が贈られ、最大 XNUMX つの追加チームにはそれぞれ $XNUMX の現金が贈られます。

改良されたマイクロバッテリーには、電力容量の増加、安全対策、および汎用性が伴う可能性があります。これらのマイクロバッテリーの進歩の一部は、より大きなバッテリーにも適用できる可能性があり、エネルギー貯蔵を改善するための幅広い取り組みを後押しします。しかし、マイクロバッテリー製造業界が新しい最適化されたプロセスを開発し、国内生産を増やし、信頼できるサプライチェーンを構築するのにも役立つ可能性があります。

最終的に、これらの漸進的な変化は、米国が国際的な製造業者と競争し、よりスマートな製造と送電網を通じてクリーンエネルギーの未来への移行を加速するのに役立つ可能性があります。

「マイクロバッテリーデザイン賞は、マイクロバッテリーの設計と製造を前進させることを目指しています」と、NREL 賞の管理者であるアレックシュルバーグは述べています。

礼儀 NREL. ケイトリン・マクダーモット・マーフィー

参加方法の詳細はこちらマイクロバッテリーデザイン賞:

DOE、マイクロバッテリーの設計と商品化を通じてマイクロエレクトロニクスのサプライチェーンを強化するための賞を創設

本日、米国エネルギー省 (DOE) は、マイクロバッテリーデザイン賞の創設を発表しました。この 1.1 段階のコンペティションでは、最大 XNUMX 万ドルの連邦資金と、DOE 国立研究所による性能および安全性試験サービスが、性能、安全性、およびリサイクル性の向上をもたらす革新的な小容量バッテリー設計プロジェクトに授与されます。

このデザイン賞の目的は、マイクロバッテリーの革新的な新しいデザインを推進し、その商業化とクリーンエネルギー製造に必要な既存の技術への統合を加速することです。これには、改良されたスマート製造プロセスのためのセンサーシステムや、国家としての再生可能エネルギー源のグリッド監視のためのセンサーなどがあります。クリーンエネルギーの未来への移行を続けています。

小さなサイズに関連する要件のため、マイクロバッテリー市場は、より大きなバッテリーサプライチェーンエコシステムの既存の製造プロセスの多くを活用することができません。これは、国内生産を増やしサプライチェーンを確保する機会とともに、新しいマイクロバッテリーの化学と設計の開発と商業化に対する大きな障壁となります。マイクロバッテリーは、クリーンエネルギー製造のスケールアップとスマートテクノロジーのイノベーションに不可欠であるだけでなく、この設計賞から生まれた製造イノベーションの一部は、より大型のバッテリーにも適用できます。マイクロバッテリーは、ウェアラブルや埋め込み型の医療機器など、社会が依存する非エネルギー関連技術の重要なコンポーネントでもあります。つまり、この賞の結果として得られるデザインは、複数の業界にわたるイノベーションに影響を与える可能性があります。

本日の発表は、Microbattery Design Prize の XNUMX つのフェーズの第 XNUMX フェーズの開始を示しています。

フェーズ1：アイデア
最初のフェーズでは、新しいマイクロバッテリーの設計に最適なアイデアを選択します。フェーズ 1 では、競合他社は、特定のアプリケーション (グリッド監視デバイスなど) に対応し、特定のパフォーマンス目標 (特定のストレージ容量、サイクル寿命、安全性、またはリサイクル可能性など) を超えるマイクロバッテリーの技術設計と回路図を開発して提出します。現在市販されているもの。
フェーズ 2: テスト
この第 XNUMX 段階では、競技者は DOE の国立研究所に提出して性能と安全性をテストするためのプロトタイプを作成します。競合他社は、設計を大規模に製造するための潜在的なコストを決定することにも取り組みます。このコンテストの終わりまでに、参加者は技術を商品化し、製造するための現実的な計画を立てます。注: フェーズ I の選択者のみがフェーズ II に参加する資格があります。

フェーズ 1 の申請期限は、1 年 2023 月 5 日午後 00 時 (米国東部時間) です。 DOE は、第 1 段階で最大 75,000 つの賞を授与する予定で、それぞれに XNUMX ドルの賞金と、DOE 国立研究所による性能および安全性試験サービスが含まれます。もっと情報を見る締め切りや応募方法など、この賞品の機会について。情報ウェビナーこの賞のために開催されます 12 年 2023 月 12 日午後 00 時（東部標準時間）.

Microbattery Design Prize は、DOE の Office of Energy Efficiency and Renewable Energy が主導しています。先端材料・製造技術オフィス (AMMTO) とによって管理国立再生可能エネルギー研究所（NREL）。訪問マイクロバッテリーデザイン賞上のページ American-Made Challenges の Web サイト。

主な画像提供: イリノイ大学.

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