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リチウム・イオン電池の次はナトリウム･イオン電池

After Lithium-Ion Batteries: Sodium-Ion Batteries

By Diederik van der Hoeven

https://www.biobasedpress.eu/より　　　2022.06.03

ごく最近まで、リチウム・イオン電池は電池技術の頂点であると考えられていた。これらのデバイスにより、交通機関、さらには世界全体のほとんどの電化が可能になる。しかし、現在はナトリウム･イオン電池との競争にさらされている。まだ市販されていないが、非常に有望である。

　Chemical and Engineering Newsは、ナトリウム･イオン電池よりもリチウム・イオン電池の根拠がそれほど確固たるものではなくなったと報じている。はい。技術者はほぼ毎日、リチウム・イオン電池の新たな改良点を発見している。これらの電池を生産するギガファクトリーが出現する頻度が増加している。しかし、リチウム・イオンには価格という大きな問題がある。現在の開発ペースでは、リチウムの価格はおそらく高止まりするであろう。さらに、世界のリチウム供給量の約90％は中国企業が支配している。

ナトリウム･イオン電池が足場を築く

　そこで、長らく二番目に優れていると思われていたナトリウム･イオン電池が注目を集めている。特に電池材料の安全なサプライチェーンを求める欧米企業からの要望が多い。ナトリウム･イオン電池のアキレス腱は、同等サイズのリチウム・イオン電池の約3分の2しかエネルギーを蓄えられないことである。ナトリウム･イオン電池の開発者達は、プロトタイプのエネルギー密度を着実に高めていると述べている。どれもまだ商品化されていないが、リチウムを巡る深刻な競争が間もなく始まる可能性がある。

　CENewsによると、2019年の水酸化リチウムの価格は1トン当り6,000ドルだったという。現在は78,032ドルである。水酸化ナトリウムの価格を比較すると、1トン当り800ドル以下で安定している。塩素の副生成物(食塩である塩化ナトリウムの電気分解による)として生産されているため、十分に供給されている。しかし、この価格差はナトリウム･イオン電池の将来を保証するのに十分なのだろうか？

エネルギー密度

　リチウム・イオン電池はエネルギー密度が高いため、より優れた性能を発揮する。これらの電池の多くの用途、特に自動車にとって重要な特性である。しかし、価格が問題になるにつれ、業界はこの問題を再考しつつある。改めて考えてみると、用途は自動車だけではない。固定用途もある。そしてナトリウム･イオン電池にはいくつかの利点がある。-20℃の範囲の低温でも非常に良く機能する。また、いくつかのリチウム・イオン電池が発火したことは知られているが、発火したことは知られていない。

ナトリウム･イオン電池とリチウム・イオン電池の比較　　出典：CE News

　現在のナトリウム･イオン電池のエネルギー密度は約160 Wh/kgで、古いリチウム・イオン電池と同様である。(最新のリチウム・イオン電池は230 Wh/kgかそれ以上二達する)。この電力密度では、通常、電池を冷却する必要がないため、これが利点となる可能性がある。ナトリウム･イオン電池の開発者の一人であるファラディオンは、自社の製品は依然として急速に改良されていると述べている。彼等は、自社の電池が今後数年で190 Wh/kgのエネルギー密度レベルに達すると予想している。それでも、予測担当者らは中程度の代替水準にとどまると予想している。今年、ファラディオンはインド企業リライアンス・インダストリーズに買収された。彼等はインドのジャムナガルに人力車などの低速電気自動車や定置型電力貯蔵などの用途に向けたナトリウム･イオン電池工場を建設する計画である。

最大電力

　ナトリウム･イオン電池事業に携わる模擬宇宙船に1つの企業は、カリフォルニアに本拠を置く新興企業Natron Energyである。彼等の電池はエネルギー密度が低く、約70 Wh/kgである。鉛蓄電池に匹敵する。しかし、彼等も重要な市場をターゲットにしている。彼等の電池は、短時間で大量の電力を供給できるというユニークな特性を持っている。データ・センターなどの産業用用途の補助電源として適している。また、スエーデンのアルトリス社は、商業用ナトリウム･イオン電池工場を近く建設する計画を立てている。

　つまり、ナトリウム･イオン電池は試験生産から商業規模の生産にい移行し始めている。リチウムに関するサプライチェーンの問題は、彼等にチャンスの窓を開いた。ファラディオンの創設者ジェリー・バーカーは、「電池化学者になるのはなんと素晴しい時代だ。」とCENewsに語った。