前進：ナトリウムがリチウムに挑み、電池の覇権を握る
Charging Ahead: How Sodium Is Challenging Lithium for Battery Supremacy
By Dr. Bor Jang, Solidion
https://www.batterypoweronline.com/ 2024.09.10
電池の世界的な需要は2030年までに4,100ギガワット時(GWh)に4倍に増加すると予想されている。電池技術の驚異的な可能性が宇宙への多大な投資と研究を牽引しているため、これらの電池の燃料として理想的な材料を特定するには、ある程度の競争が必然的に生じる。リチウム・イオン電池は30年以上にわたって市場の大部分を占め、誰もが夢中になっているが、他の代替品が繰り返し検討されてきた。そのうちの1つが、真の挑戦者としての地位を長い間保ってきた選択肢である。それがナトリウム･イオン電池である。
皮肉なことに、1980年代にナトリウム･イオン電池とリチウム・イオン電池が初めて直接対決したとき、競争が繰り広げられた。どちらの技術も大きい可能性を秘めていたが、初期のナトリウム･イオン電池で見られたエネルギー密度、充電率、サイクル寿命などの制限により、最終的にはリチウム・イオン電池が勝利した。しかし、議論はそれで終わりではなかった。リチウム・イオン電池への投資の過程で、高コスト、安全上の問題、環境への悪影響など、いくつかの重大な制限に直面し始めた。数秒で充電できる電池や、ベンチャー・キャピタルのEclipseやTDK Venturesなどの民間資本スポンサーとアメリカ政府などの公的機関の両方からの資金提供など、最近の市場開発により、ナトリウム･イオン電池は再び脚光を浴び、世界がリチウム・イオン電池よりも安価で安全で環境に優しい代替品を求める中、驚異的な勢いを増している。
エネルギー転換の推進
スマートグリッド、電源バックアップ、エネルギー貯蔵などのユースケースを備えたナトリウム･イオン電池は、パリ協定の2050年までのネットゼロ目標達成に重要な役割を果たすことができる。ナトリウム･イオン電池は、早熟な電池の王様であるリチウム・イオン電池に代わる、より低コストで持続可能な代替品であるため、すでに多くの脱炭素化業界のメーカーがナトリウム･イオン電池に注目し始めている。リチウム・イオン電池や固体リチウム金属電池は、今日の電気自動車の駆動に適しているかもしれないが、世界的なエネルギー転換に関しては、ナトリウム･イオン電池に優る選択肢はない。
そうは言っても、ナトリウム・イオン技術の多くの利点は、短距離走行車、軽自動車、三輪車、オフストリート車両(フォークリフトや倉庫の製品運搬車など)など、特定のクラスの電気自動車にもナトリウム･イオン電池を広く、より近い将来に採用する道を開く可能性があり、またそうすべきである。ナトリウム･イオン電池の開発を推進する研究、投資、コラボレーションがさらに進むと、電気自動車や貯蔵用途に向けたこの技術の可能性は計り知れない。
ナトリウム･イオン優位性のケース：持続可能性と安全性
ネットゼロ目標と世界的なエネルギー転換を推進するためにナトリウム･イオン電池が必要であることは、ナトリウム･イオン電池の優位性を私が信じる理由の1つにすぎない。もう1つは、リチウム・イオン電池に比べてナトリウム･イオン電池が持つ利点の数々である。電池の製造に必要な構成と材料から始めて、ナトリウム･イオン電池ははるかに環境に優しい。必須材料であるナトリウムは地殻に豊富に存在し、リチウムのわずか0.002％に対して2.36％を占め、海水からも採取できる。リチウム・イオン電池にはコバルトやニッケルなどの希少金属や鉱物の必要であるが、これらはより高価で、これらの元素の加工には環境に悪影響を及ぼす可能性があり、複雑で困難な労働力のダイナミックスを乗り越える必要があることは言うまでもない。
ナトリウム･イオン電池は環境に安全であるだけでなく、消費者にとってもはるかに安全である。リチウム・イオン電池は極端な温度に敏感で、熱暴走を起こしやすい傾向がある。熱暴走は、内部で発生した熱が放散される熱量を超えると発生する。放置すると電池が過熱し、膨張して破裂し、残念ながらリチウム・イオン電池では当たり前になっている火災や爆発につながる。
市場リーダーシップをめぐる世界的な競争
ナトリウム･イオン電池の可能性、将来性、利点に気付いたのは私だけではない。世界の電池業界は、この技術に莫大な資本を投入しており、現在、中国が先頭に立っている。Benchmark Mineral Intelligenceによると、ナトリウム･イオン電池製造の99.4％は中国で行なわれている。この割合は10年後には減少すると予想されているが、それでも96.3％という大きな割合を占めるであろう。今年初め、中国は初の大規模なナトリウム･イオン貯蔵ステーションの建設に着工し、わずか12分で90％まで充電できる電池を製造した。ナトリウム･イオン電池に関しては中国が世界の他の国々より先行していることは明らかであるが、それはアメリカなどの国々がナトリウム･イオン電池市場の相当な部分を切り開くための素晴しい機会があることも強調している。
ナトリウム･イオン電池市場はまだ初期段階にあり、参入の余地は大いにあるが、状況は急速に変化する可能性がある。アメリカには優秀な電池科学者が多数いるので、アメリカがこの分野でも非常に競争力を持つようになるのは時間の問題である。アメリカエネルギー省もナトリウム･イオン電池の重要性を明確に認識しており、過去数年間にナトリウム･イオン電池の開発と商業化を推進するために複数の助成金を発表した。
挽回すべき点はあるが、アメリカの企業、リーダー、科学者、発明家は、ナトリウム･イオンが電池技術革新のトップに躍り出る上で決定的な役割を果たす態勢が整っている。この競争は、気候変動と戦うための新しくて刺激的な方法を支持する政府、コミュニティ、人々の高まる情熱と熱意に合流するようにも設定されている。ナトリウム･イオン電池が最高の電池技術としての地位を固め、エネルギー転換を先導する中で、我々の前にある素晴しい仕事に参加し、それを体験することを楽しみにしている。
以下省略。
