1: 2015/11/04(水) 07:48:13.62 ID:???.net
夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151103-00010002-newswitch-sctch

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グラフェン正極での充放電の模式図(Tao Liu, Gabriella Bocchetti and Clare P. Grey)


英ケンブリッジ大などが安定性向上で数百回の充放電に成功

 重さやコストを現在の5分の1程度にできるうえ、電気自動車(EV)の走行距離をガソリン車並みに伸ばすことが可能になると言われるリチウム-空気バッテリー(リチウム-酸素バッテリー)。究極の二次電池の候補の一つともされるが、実用化に向けては課題も多い。そうした中、課題のいくつかを解決することで安定性や効率を向上させ、数百回繰り返し充電できる改良型リチウム-空気バッテリーのプロトタイプを、英ケンブリッジ大学などの研究チームが開発した。詳細は10月30日付の米サイエンス誌に掲載された。

 リチウム-空気バッテリーは、金属リチウムを負極の活物質に、空気中の酸素を正極の活物質として利用し、リチウムと酸素の化学反応で電気を作り出す。原料となる酸素は空気から取り込み、持ち運ぶ必要がないため、理論上、単位重量あたりの貯蔵エネルギーをガソリン程度にまで高くでき、現在のEVに使われているリチウムイオン電池の10倍ほどのエネルギーを蓄えられるという。

 その分、実用化も難しく、放電中に酸化リチウムが作られ、電解質が腐食したり、副生成物が電極を覆って機能を低下させしたり、といった問題が指摘されている。

 今回、ケンブリッジ大のチームが開発した手法は、リチウム-空気バッテリーの実用化に向け大きな一歩を示す成果で、その改良の一つが有機溶剤であるジメトキシエタンの電解質にヨウ化リチウムと水を加えたこと。これまでのバッテリーでは過酸化リチウムが生成して電極にこびりついてしまい、再充電を邪魔していた。

 それに対し、このバッテリーでは、リチウムイオンが正極で酸素と反応して水酸化リチウムの結晶ができるものの、水酸化リチウムはバッテリーの再充電が始まると素早く分解される(模式図参照)。

 さらに正極材料にも工夫を凝らしてある。従来のリチウム-空気バッテリーではさまざまな形状の多孔質カーボン(グラファイト)が使われることが多かったが、研究チームでは多孔質の還元型酸化グラフェンを正極に採用。原子1個分の厚みしかない炭素シートのグラフェンを酸化した後、炭素だけの状態に還元し、穴の多い多孔質にしたもので、こうすることで生成した結晶が正極に付着しにくくした。

 実際に試作したバッテリーで実験したところ、性能低下を見せながらも数百サイクルの充放電ができた。論文の筆頭著者であるケンブリッジ大化学部のクレア・グレイ教授は、現在のEVに使われているリチウムイオンバッテリーに比べ、1kg当たり少なくとも5倍のエネルギーを貯蔵できるとみている。

 ただし、商業化に向けてはまだ多くの課題が残されている。まずEVが必要とするレベルに対し、電流密度が20分の1から50分の1と十分ではない点。さらに、爆発やショートの原因となるリチウムの樹状突起が負極にできないようにする工夫や、今回の実験が純酸素の雰囲気で行われ、空気に含まれる二酸化炭素や窒素、水分などによる金属電極への影響を考慮していないことなどだ。

 そうしたことから、リチウム-空気バッテリーの効率性・安定性の向上に一定の道筋をつけた重要な研究成果ではあるが、実用的なリチウム-空気バッテリーの開発には、少なくともあと10年はかかるとみられている。

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引用元: 【技術】夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進 安定性向上で数百回の充放電に成功 英ケンブリッジ大など

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2: 2015/11/04(水) 08:05:34.74 ID:iVc+AJay.net
数百回て、なんなのそのアバウトさ

3: 2015/11/04(水) 08:11:29.82 ID:UyR9pPQb.net
>>2
バッテリーなら温度とかに激しく影響される。

4: 2015/11/04(水) 08:24:37.43 ID:5p7IsI/0.net
中国「ほう・・・」
韓国「ほう・・・」

5: 2015/11/04(水) 08:28:22.63 ID:1Cq9LUBY.net
今までのリチウム電池の発火は酸化剤の分しか燃えなかったが、こんどは際限なく燃えるってことか

6: 2015/11/04(水) 08:49:27.55 ID:5D3LlvlK.net
数百回て、バッテリーの寿命は1年とみて良いのかしら?
それでも充電時間が長いのは変えられないから、EVの時代は来ない。
このままでは、家庭で充電するPHVの時代になるよ。
電気で走る限り、見かけ上公害も出さないし、燃費は5倍だ。

7: 2015/11/04(水) 08:50:47.59 ID:MlKo6Gcz.net
グラフェンって、量産のめど立ったのか....?
実験レベルで使うのすらためらうぐらい高いんだが(爆

8: 2015/11/04(水) 09:12:47.11 ID:VS11utVT.net
この分野では日本は遅れている。

9: 2015/11/04(水) 09:52:43.11 ID:X68mAHrU.net
>空気中の酸素を正極の活物質として利用し、

>今回の実験が純酸素の雰囲気で行われ、

最大の前提がクリア出来てない

11: 2015/11/04(水) 10:52:04.48 ID:RTSkNdCM.net
>>1
こういう技術は2番手じゃだめ

12: 2015/11/04(水) 11:11:40.96 ID:3WADPoGz.net
充電するための電気を火力発電で作るうちは意味無し
CO2対策なら昼は太陽光、夜間は原発が最強

15: 2015/11/04(水) 11:43:59.42 ID:F1IlFd8K.net
>>12
昼だけ原発止めるというわけにもいかんから
昼夜原発でよくね?

19: 2015/11/04(水) 14:39:34.57 ID:I1gxQ712.net
酸化グラフェン←酸素←N曲(磁場)
リチウム棒のコイルを巻き電流流したら?

22: 2015/11/04(水) 15:43:58.80 ID:Y8gGADb7.net
リチウム空気だと密閉状態だと使えないのがなあ…
まあ車に使うならいいものなんだが

25: 2015/11/04(水) 19:50:01.54 ID:zFEmHJoW.net
トヨタも空気電池と個体電池の研究してるけど、勝ち目あるのかな?

26: 2015/11/04(水) 20:18:37.31 ID:U86Qu3PU.net
産総研も研究してるけど、どこまで改良できたかな?

27: 2015/11/04(水) 20:29:46.66 ID:NOSWQLfd.net
ロシアが黙っちゃいないだろう

28: 2015/11/04(水) 21:30:06.84 ID:NyiOt3F7.net
>>1
今までのリチウム電池と比較して、軽くて大容量、電池自体のコストが安い事が優位点かな?
空気を使った放電が実現できていない、出力が大きく不足している、辺りが重要な課題?

29: 2015/11/04(水) 22:00:03.94 ID:EG4FrgU2.net
こんな物が普及したら、交通量の多い場所で酸欠になる

30: 2015/11/04(水) 22:07:56.00 ID:k4Xa+p6l.net
>>29
ガソリン車はどうやって走ってると思ってるんだ?

31: 2015/11/05(木) 10:17:48.26 ID:+OBBxNuU.net
数百回の充放電があと10倍くらいに伸びたら、実用化かな

32: 2015/11/05(木) 12:34:42.25 ID:OQJA2sOC.net
>>31
他にも課題は山積

33: 2015/11/05(木) 13:10:14.79 ID:udurFnDF.net
第2次大戦中に酸素魚雷を実用化した日本頑張れ

36: 2015/11/06(金) 03:01:20.35 ID:9QM9asay.net
10年どころか100年かかりそうなんだが

18: 2015/11/04(水) 14:39:26.44 ID:A9R6rPj+.net
発火・発熱問題をクリア出来たら・・・