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新しいナトリウム･イオン電池のブレークスルーは、何時の日か電気自動車に電力を供給する可能性がある行動を取ることを意味する

A New Sodium-ion Battery Breakthrough Means They May One Day Power EVs

By Michelle Lewis

https//electrek.co より   2022.07.14

ナトリウム･イオン電池は大きな可能性を秘めている。それらはエネルギー密度の高く、不燃性であり、より寒い温度でうまく作動し、ナトリウムは安価で豊富である。さらに、ナトリウム・ベースの電池は、リチウム・イオン電池が現在なりつつあるよりも環境に優しく、さらに安価になる。ナトリウム･イオン電池は耐久性に乏しいため性能が制限されていたが、これはより良い方向に変わろうとしている。

ナトリウム･イオン電池のブレークスルー

　アメリカエネルギー省の太平洋岸西部国立研究所の研究チームは、寿命を大幅に延長したナトリウム･イオン電池を開発した。この新知見は、何時の日か電気自動車に電力を供給し、太陽エネルギーを蓄える電池の有望なレシピを提供する。研究者達は電池の液体コアを構成する成分を変えた。この変更により以前のナトリウム・ベースの電池に問題を引き起こしていた性能の問題が防止される。

　太平洋岸西部国立研究所の筆頭著者で、エネルギー貯蔵技術で23件以上の特許発明を手がけた電池技術のパイオニアであるJiguang Zhangは次のように述べている。

　　ここでは、ナトリウム･イオン電池が長持ちし、環境に優しい電池技術になる可能性

を秘めていることを原理的に示した。

適切な塩

　太平洋岸西部国立研究所が説明しているように、電池では、電解質はエネルギーを流し続ける循環する「血液」である。電解質は溶媒に塩を溶解することによって形成され、その結果、正極と負極の間を流れる電荷イオンは生ずる。時間が経つにつれて、エネルギーを流し続ける電気化学反応が遅くなり、電池は充電できなくなる。現在のナトリウム・イオン電池技術では、このプロセスはリチウム・イオン電池よりもはるかに速く起こる。太平洋岸西部国立研究所チームは、液体溶液とそれに流れる塩の種類を替えて新しい電池レシピを作成することでこの問題に対処した。

　史上初めて科学者達は実験室テストでコインサイズの電池の容量損失を最小限に抑え(>90％保持)、充電サイクル数(300以上)を大幅に延長した。太平洋岸西部国立研究所が説明しているように、ナトリウム･イオン電池の電流電解質レシピは、負端(アノード)の保護膜が時間の経過と共に溶解する結果となる。この膜は電池寿命を維持しながらナトリウム･イオンを通過できるため、非常に重要である。太平洋岸西部国立研究所が設計した技術は、個々の保護膜を安定させることによって機能する。新しい電解質はまた、正極(陰極)上に超薄型保護層を生成し、ユニット全体のさらなる安定性に寄与する。

不燃性技術

　太平洋岸西部国立研究所の研究者達が開発したナトリウム・イオン技術は、温度変化に不浸透性であり、高電圧で動作することができる自然消火解決策を使用している。この特徴の鍵の1つは、陽極上に形成される超薄型保護層である。この超薄層は一度形成されると安定したままであり、研究論文で報告された長いサイクル寿命を提供する。

　ナトリウム・イオン技術は、エネルギー密度に関してリチウムに遅れを取っている。しかし、温度変化耐性、安定性、長いサイクル寿命など、独自の利点がある。これらの利点は、将来の特定の軽量電気自動車や配電網エネルギー貯蔵の用途にとって価値がある行動を取ることが証明されている。