新しい溶融塩電池はあらゆる点でリチウム・イオンを上回ることを約束するが、落とし穴がある
A New Molten Salt Battery Promises to Outperform Li-Ion in Every Way, but There’s a Catch
By Cristian Agatie
https://www.autoevolution.com/ 2022.09.01
リチウム・イオン電池はその独自の品質のおかげで、最近のほとんどすべての物に電力を供給している。ユビキタスであるが、それらは完璧ではなく、より良いエネルギー貯蔵解決策を見つけるための研究が進行中である。アルミニウム硫黄電池は有望な特性を示しているが、進歩は限られる。
研究者達は最高の電池フォーミュラを見つけるために何十年も探してきた。現在、最良の解決策は様々なタイプのリチウム・イオン電池から来ている。それらは製造が比較的安価であり、合理的な耐久性とエネルギー密度を提供する。しかし、それらは常に異なる特性間のトレードオフの合計である。そのため、リチウム・イオン電池は我々の生活に永遠に定着しているように見えるが、研究者達はより良い代替品を見つけようとしている。
業界は、リチウム、ニッケル、コバルトなどの高価な材料をアルミニウムや鉄などのよい入手しやすい材料に置き換える化学物質に移行すると予測されている。ネイチャー誌に掲載された論文は、アルミニウムと硫黄を主成分として使用する新しい電池タイプについて説明している。この化学は安価な解決策と、エネルギー密度と急速充電容量の大幅な改善を提供することを約束する。
電池の聖杯の様に聞こえるが、アルミニウム硫黄電池は新しいものではない。それらが我々の生活にもっと存在しない理由は、それらの電極間に形成される樹枝状突起である。これらは短絡につながり、非常に短期間で電池を効果的に殺す可能性がある。研究は、新しいタイプの電解質が樹枝状突起の形成を防ぐことができることを示しているが、落とし穴がある。効率的に機能させるには、水の沸点の直ぐ上、110℃にと持つ必要がある。
ネイチャー誌に掲載された論文は、理想的な電解質がナトリウム、カリウム、およびアルミニウム塩で構成される溶融塩化合物であることを示している。重要な成分はクロロアルミン酸塩(AlCl3)であり、これは溶融塩電解質をこれまで使用されていた室温イオン液体よりもはるかに優れた物にする。結果は驚くべきものではなく、最大200 Cの急速充電率と、アルミニウム樹枝状結晶の形成なしに非常に高い充電速度で数百サイクルに耐える電池を備えている。
最も重要なことは、電池レベルのコストが現在のリチウム・イオン電池の6分の1になると予想されることである。これはkWh当り15ドル、または1,200 kWhの電池パックで約75ドルという画期的な物になる可能性がある。しかし、材料の水質汚染は硫化水素の生成につながる可能性があるため、すべてがバラ色ではない。これは有毒で可燃性の高いガスである。しかし、電池成分が水(または空気中の水蒸気)と接触しない限り、新しいタイプの電池は既存のリチウム・イオン電池よりもはるかに安全である必要がある。
