非自動車用途向けの堅牢な電池セルを製造するための必須コンポーネントとしてのナトリウム･イオン材料
Safe Sodium-Ion Batteries Shine in Renewables and Industrial Applications
https://cordis.europa.eu/
リチウム・イオン電池は携帯用家庭用電化製品に革命をもたらし、今日の電気自動車のほとんどに使用されている。また、産業環境で小型フォークリフトやロボットなどの資材運搬装置に電力を供給し、再生可能エネルギー用途でエネルギー貯蔵を提供する。
リチウム・イオン電池は、需要の急増によって悪化するサプライチェーンの不安定性、火災を引き起こす熱暴走と呼ばれる制御不能な化学反応に関連する安全性、一貫性のないリサイクル・プロセスなどの重要な課題に直面している。これらの問題を解明するために、EUが資金提供したNAIMAプロジェクトは、リチウム・イオン電池の代替となる有望なナトリウム・イオン電池技術を研究室から産業界に導入し、インダストリー4.0と再生可能エネルギーという2つの非常に成功したタイムリーなユース・ケースを実現した。
活物質のスケールアップと試作
NAIMAは、陰極用の乾燥バイオマス前駆体やポリアニオン性および層状酸化物陽極活物質など、陽極、陰極、および電解質用の材料を開発し、改良した。これらは実験室での生産から数キログラム(工業規模)にスケールアップされた。http://www.tiamat-energy.com/のプロジェクト・コーティネーターであるJohn Abou-Rjeilyによると、(TIAMAT):「陰極、陽極、電解質の製造に必要な原材料がEUで入手可能であることにより、製造プロセスの実現可能性が保証され、欧州の独立が支持される。さらに、ナトリウム･イオンは0 Vで保存できるため、リチウム・イオン電池固有の安全上の危険から電池を保護できる。」
「我々は数キログラムの原材料を生産した－工業規模での生産－これは、高出力密度(デバイスがそのエネルギーを充電および放電できる速度に関連する)と高エネルギー密度という、ナトリウム･イオン電池セルの2つの異なる構成のプロトタイピングの成功をサポートした。(デバイスがどれだけのエネルギーを蓄えることができるかの尺度)」とAbou-Rjeilyは指摘する。前者は100 Wh/kg、後者は140 Wh/kgを達成し、他の代替品をはるかに上回り、現行のリチウム・イオン電池セルに急速に迫っている。
インダストリー4.0と再生可能エネルギー発電のユース・ケース
いくつかの48 Vナトリウム･イオン電池は、500個を超えるNAIMAナトリウム･イオン・セルと最先端の電池管理システムを使用して製造された。これらは、さまざまなヨーロッパ諸国で2つのシナリオで検証された。インダストリー4.0アプリケーションは、電力需要ピークの効果的な管理とエネルギー・コストの削減を目的としていた。再生可能エネルギーの適用により、太陽光発電や風力エネルギーの供給量の変動が平滑化された。
この結果は、ナトリウム・イオン電池技術が再生可能エネルギーと産業用途の両方においてリチウム・イオン電池技術に代わる強力な代替品であることを実証した。また、ナトリウム･イオン電池は複雑さが軽減され、運用とメンテナンスが合理化され、電気自動車用途と互換性があり、ハイブリッド構成でリチウム・イオン電池と共存することもできる。
ナトリウム･イオン電池：欧州のエネルギー転換を加速
ヨーロッパの独立性と優れた性能に加えて、ナトリウム・イオン電池技術は持続可能性、エコデザイン、循環経済に関してすべての条件を満たしている。リチウム・イオン電池と比較して優れた持続可能性は、乾燥バイオマス前駆体、硬質炭素、塩などの原材料をヨーロッパから供給することによって保証されている。
「当社の持続可能なヨーロッパのサプライチェーンと環境に優しい材料は、エコデザイン・アプローチ、持続可能性と技術戦略を融合した製品開発、および再利用および再組み立てプロセスを含む実際のセカンドライフ・アプリケーションの探求によって強化された。当社のオーダーメイドのリサイクル・プロセスにより、51％のリサイクル可能性が実証された。」とAbou-Rjeilyは付け加えた。
NAIMAは、ヨーロッパ9ヶ国の15の多様な施設の100人以上と協力し、ナトリウム・イオン技術に基づく安全で持続可能で競争力のあるエネルギー・システムへの移行をサポートしてきた。
