この研究は、使い捨て電子タバコのリチウムイオン電池に関するもので、オックスフォード大学とUCL（ユニバーシティ・カレッジ・ロンドン）の研究者によって行われました。この研究は、ファラデー機関の支援を受けており、ジュール誌に掲載されました。

主なポイントは、使い捨て電子タバコに使用されているリチウムイオン電池が、一度の使用後に捨てられるにも関わらず、何百回ものサイクルで高い性能を維持できることが発見されたということです。これらの電子タバコは充電するために設計されていないため、増加する環境への脅威となっています。

使い捨て電子タバコは、2021年以降、特にイギリスで急速に人気が高まっています。2021年1月から2022年4月までの間に18倍の増加が記録され、18歳の利用者の間で0.4％から54.8％に急増しました。

この結果、新たな廃棄物問題が生じており、イギリスでは毎週約130万個の使い捨て電子タバコが捨てられています。その結果、毎年約10,000キログラムのリチウムがイギリスの埋立地に投棄され、周辺の水系にニッケル、コバルト、有機溶剤などの有毒物質をもたらしています。

この問題に取り組むため、ポール・シアリング教授（オックスフォード大学工学科、UCL化学工学部）率いる研究チームは、使い捨て電子タバコから電池を収集し、電気自動車や他のデバイスの電池を研究するのと同じツールと技術を使用して評価しました。

彼らは顕微鏡やX線トモグラフィーを使用して電池の内部構造を調べ、構成材料を理解しました。電池を繰り返し充電および放電することにより、時間の経過とともに電池がどのように電気化学的性能を維持するかを確認し、これらの電池が場合によっては何百回も再充電可能であることを発見しました。

シアリング教授は、「これらの電池が潜在的にどれほど長くサイクルを維持できるかを示唆する結果に驚きました。低い充電・放電レートを使用すれば、700サイクル以上で90％以上の容量保持が見られます。これは実際にはかなり良い電池です。そしてこれらは単に捨てられています。道路脇に放棄されているのです」と述べています。

一般の人々は、これらのデバイスに使用されている電池の種類と、適切に廃棄する必要性を認識する必要があります。また、製造者は、使い捨て電子タバコの電池の再利用とリサイクルのためのエコシステムを提供するべきであり、充電可能なデバイスを標準として移行すべきです。

シアリング教授と彼のチームは、個々のコンポーネントを交差汚染なしで回収できる新しい、より選択的なバッテリーのリサイクル方法を研究しています。また、リチウムイオンの後、リチウム硫黄、ナトリウムイオン電池など、より持続可能なバッテリー化学についても研究しています。

彼は、科学者たちがバッテリーの全生産チェーンを通じて直面する課題に対処するために、任意のアプリケーションにおけるバッテリーのライフサイクルを考慮すべきだと付け加えています。「これは、私たちが行っているすべての作業に浸透しています。それが電子タバコのバッテリーであろうと、電気ヘリコプターに搭載されるバッテリーであろうと、バッテリーデバイスのライフサイクルを完全に理解する必要があります」と彼は言います。

UCL化学工学部の初著者ハミッシュ・レイドは、「近年、使い捨ての電子タバコの人気が急増しています。これらは使い捨てとして販売されていますが、私たちの研究により、これらに内蔵されているリチウムイオン電池が450回以上の充電・放電が可能であることが示されました。この研究は、使い捨ての電子タバコによって引き起こされる限られた資源の大規模な廃棄を浮き彫りにしています」と述べています。

この研究「煙の中で：使い捨て電子タバコのリチウムイオン電池に関する考察」は、ジュール誌に掲載されています。

この研究は、EPSRC CASE賞、ファラデー機関、科学・イノベーション・技術省（DSIT）、新興技術に関する王立工学アカデミーの椅子、および国立物理研究所（NPL）によってサポートされました。

参考：https://www.ox.ac.uk/news/2023-12-14-study-finds-vast-amounts-waste-are-caused-single-use-e-cigarette-batteries