空気を使う「究極」の次世代電池、20年代に実用化へ 　Hello,Again♪

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先日、日経新聞電子版に表題の夢のある見出しを見つけました。

私は、生活を豊かにする技術や製品にめっぽう弱いのでご紹介したいと思います。

究極の蓄電池といわれる「空気電池」の最大の課題だった寿命を大幅に向上させる技術が相次いで開発されたそうです。

富士通系電子部品メーカーのFDKは水素を使う特殊なタイプで3年後の実用化にメドをつけ、NTTは本命候補のリチウムを使うタイプで長寿命の電池を試作したそうです。

あらゆるモノがネットにつながるIoTの時代に備えて、軽く高性能な究極の次世代電池の実用化が大幅に前倒しされ2020年代になる可能性が高くなっているとのことです。

空気電池は、軽さという特長を生かし空飛ぶ自動車や動き回るロボット、健康状態を把握するセンサーなどへの搭載にも実用化が期待されているそうです。

一つ一つは小さな電池でも高性能で安価な電池が社会全体に普及すると、太陽光や風力発電など再生可能エネルギーで余った電力を時間差を置いて有効に使うことができるので、二酸化炭素（CO2）の大幅な排出削減が可能になります。

1800年にイタリアのボルタが電池を発明して以来、充電可能な電池は、鉛蓄電池（1859年開発）→ニカド電池（1964年国内生産開始）→ニッケル水素電池（1989年開発）→リチウムイオン電池（1992年開発）と高性能化が進んできました。

昨今では、そのお陰でスマホなど様々なモバイル機器が普及し電気自動車も普及しはじめていますが、空気中の酸素を取り込んで化学反応する空気電池は、電気を蓄えられる量が理論的には最新のリチウムイオン電池の5～10倍になるそうです。

従来の空気電池は、プラス側の電極が金属から酸素に代わるので格段に軽くなり材料コストも抑えられるのですが、すぐに性能が低下するのが大きな課題だったそうです。

FDKは、正極を酸素に置き換え貴金属のルテニウムを主成分とする微粒子を付けることで反応を進みやすくし、充電と放電を500回繰り返しても性能の低下は1割以下と長寿命化に成功したようです。

コストはリチウムイオン電池より安くなり、性能は2～3倍向上した上に再生エネルギーの電力貯蔵向けなら10年程度は使えるそうです。

一方、NTTは負極にリチウムを使うリチウム空気電池で、マンガンを主成分とする化合物を混ぜることにより従来は数回で劣化していた充電や放電を100回繰り返しても性能が落ちなかったそうです。

また、物質・材料研究機構はソフトバンクとリチウム空気電池の共同研究を進め、25年の実用化を目指し、カーボンナノチューブやグラフェンといったナノ炭素材料などを使って容量をリチウムイオン電池の15倍、100回以上の充放電でも劣化しないことを確かめていて、容量10倍以上、コスト10分の1以下を目標にモバイル機器やドローン向けの開発を進めているようです。

次世代電池の開発競争では、安全で充電時間が短い全固体電池も実用化が近いと言われ、空気電池は高速充電や寿命では劣るようですが、軽く、電池としての潜在的な能力は全個体電池を上回るそうです。

トヨタ自動車は全固体電池を搭載した電気自動車（EV）の実用化を急ぐ一方で、空気電池の研究開発にも取り組んでいるようです。

リチウムイオン電池に次いで空気電池や全個体電池でも日本発の技術革新が期待されます。

日本の国力は弱体化する一方のように思ってましたが、電池の歴史を振り返ってみるとまだまだ捨てたものではないと思いました。

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追伸、叔母が出展した絵画展に先日行ってきました。

写真を交えて別途ご報告する予定です。