都市部の渋滞の緩和や移動時間の短縮に寄与してくれそうな空飛ぶ車ですが、実用化にあたって次世代バッテリーの開発が必要になるようです。
こうしたなか、ペンシルベニア州立大学の研究者らは、電動垂直離着陸機（eVTOL）の技術要件を定義し、プロトタイプのバッテリーを開発およびテストしています。
研究者らの開発したバッテリーは、高エネルギー密度と高い電力要件を満たし、繰り返しの急速充電に耐えうるものです。
80kmの飛行に必要なエネルギーを5～10分で充電できる研究者の試算によれば、eVTOLを商用として成立させるには、1日2回のラッシュアワーにそれぞれ15回ずつの運行が期待され、当初は都市から空港までの約50マイル（約80km）を3～4人載せて飛ぶことが想定されます。
研究者らは、50マイルの飛行に必要なエネルギーを、5～10分で充電できる、高エネルギー密度のリチウムイオンバッテリーを開発しました。
eVTOLの急速充電には、エネルギースループットが30倍高く、3倍の電力が求められるようです。また、急速充電時バッテリーに損傷を与えないことがとりわけ重要。研究者らは、バッテリーを加熱することでこれを実現しています。
2000回以上の繰り返し急速充電が可能バッテリー残量が少ないほど充電時の内部抵抗が低くなることから、放電によりバッテリーが空にできれば速く充電できます。ただしeVTOLでは、スマホなどと違って空中である程度のバッテリー残量を保持する必要があります。
研究者らは、バッテリーを加熱することでリチウムスパイクを形成することなくエネルギーが急速に放出されることを発見。温度を急速に上昇させられるニッケル箔をシステムに組み込んでいます。
バッテリーをテストした結果、高エネルギー密度と高い電力要件を満たしつつ、2000回以上の急速充電が可能なことが示されました。この技術は、eVTOL実用化に向けた重要なステップとなりそうです。
参照元：Innovative batteries put flying cars on the horizon/ Penn State News
（文・山田洋路）