科学者達はナトリウム･イオン電池密度をブレークスルーさせる
Scientists Make a Sodium-Ion Battery Density Breakthrough
By Michelle Lewis
https//electrek.co より 2020.12.15
東京理科大学の研究者達は次世代ナトリウム･イオン電池を市場に出すために進める要望で別のステップを採ってきた。彼等はリチウム・イオン電池よりもナトリウム･イオン電池でより高いエネルギー密度を達成した。
リチウム・イオン対ナトリウム･イオン
これまでリチウム・イオン電池は再充電可能な電池で1位を獲得していた。リチウム・イオン電池はエネルギー密度で優れており、自動車を長寿命または安定性を超えてさらに遠くまで移動できるのに役立つ。リチウム・イオン電池は価格的にも競争でき、充電時間は短い。しかし、リチウムとコバルトや銅のような他の希少で高価格の金属は地球で最も豊富にある材料ではなく、増加し続ける需要は供給問題を引き起こすかもしれない。
イングランド、シェフィールドでナトリウム･イオン電池を開発しているファラディオン社のCEOジェームズ・クインは9月にブルームバーグに語った：
ナトリウムは地球上で6番目の多くある元素で、基本的に無限で、持続可能
である。それを収穫し、そんなに多く採掘しない。
ナトリウム･イオン電池はより安い代替品として出てきている。ナトリウム･イオン電池を商業的に可能にする方法について多くの国々で多数の研究が進められている。
チームのナトリウム･イオン電池のブレークスルー
Angewandte Chemie International Editionに発表された最近の研究で、チームは非常に高いナトリウム蓄積能力を持ったナトリウム･イオン電池用の新しい炭素ベースの材料を生産するエネルギー効率の高い方法を発見したことを明らかにした。
研究は硬質炭素の合成に焦点を当てた。硬質炭素内のナノサイズ孔の無機性鋳型として酸化マグネシウム(MgO)の使用を通して、それは再充電可能な電池の陰極として使われる高度に多孔性の材料である。
東京理科大学の発表は次の通り：
結果として得られた硬質炭素電極のナノ構造を正確に調整できるようにMgO
鋳型の成分を混合するための様々な技術を研究者達は探索した。多くの実験と
理論的解析後に、この種の材料で報告されている最高の478 mAh/gと言う能力
を持った硬質炭素を生産する最適な構成条件と成分を彼等は解明した。
この新しく開発された硬質炭素電極材料の能力はリチウム・イオン電池で陰極材料として現在使われているグラファイトの能力(372ｍAh/g)に優る。グラファイト陰極はナトリウム･イオン電池では使われず、ファラディオン社は硬質炭素電極を既に使っているが、この最近のブレークスルーは炭素をより硬質にしている。
理論的に標準のリチウム・イオン電池よりも0.3ボルト低い電圧差で使えるこの硬質炭素陰極電極を持つナトリウム･イオン電池でさえも、ナトリウム･イオン電池の高い能力は19％のエネルギー密度増加の結果、重量でずっと大きいエネルギー密度(1600 Wh/kg対1430 Wh/kg)に達するだろう。
研究チームの駒場慎一教授は言った：
我々の研究は、リチウム・イオン電池がより高いエネルギー密度を持って
いるという一般的に信じられていることを覆して、高エネルギーナトリウム･
イオン電池を実現することが可能であることを証明している。我々が開発した
極端に高い能力の硬質炭素は新しいナトリウム貯蔵材の設計に向けて扉を開い
た。
提案された材料が長い寿命、入出力特性、そしてナトリウム･イオン電池で低温使用を実際に出来るかを証明するためにさらに研究が必要である。
