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UMDが5,000万ドル規模のナトリウム･イオン電池

イノベーション・パートナーシップに参加

UMD Joins $50M Sodium-Ion Battery Innovation Partnership

https://energy.umd.edu/　　　2024.11.25

　メリーランド大学は、アメリカエネルギー省のアルゴンヌ国立研究所が主導する、電気自動車と定置型蓄電池の持続可能な技術を促進するための5,000万ドルのパートナーシップに参加した。

　今後5年間、アメリカエネルギー省の5,000万ドルの助成金は、安全で豊富で安価な材料を使用して高エネルギーで長持ちするナトリウム･イオン電池の開発を目指す14の機関による共同事業である低コストの地球豊富ナトリウム･イオン貯蔵(LENS)コンソーシアムを支援する。

　この取り組みは、リチウム・イオン電池に使用される限られた戦略的に重要な元素へのアメリカの依存度を下げるという重要なニーズに対処し、電気自動車技術のより持続可能な未来への道を切り開く。

　現在、リチウム・イオン電池は、自動車用および据置型蓄電用の世界のエネルギー貯蔵市場を支配している。スマートフォンから電気自動車までさまざまな装置に電力を供給し、太陽光や風力などの再生可能エネルギー源からのエネルギーを貯蔵できる。ただし、単一の電池化学に依存すると脆弱性が生じ、現在、主流の技術にはリチウム、コバルト、ニッケルなどの重要な要素が含まれている。豊富な元素であるナトリウムは、より費用対効果の高いさまざまなオプションを提供することでリスクを軽減し、サプライチェーンの回復力を高めることができる。

　アメリカは世界の塩化ナトリウムとナトリウムの相当量を生産しているため、ナトリウム・イオン技術の原材料とイノベーションの両方を供給するのに特に適している。ナトリウム電池は、一部の用途でリチウムだけでなく、コバルトとニッケルも不要にできる可能性があり、より手頃で持続可能な解決策を提供する。ただし、ナトリウム･イオン電池は単位重量と体積当たりのエネルギー貯蔵量が少ないため、走行距離が短くなる。これは、リチウム・イオン電池と競合するこのような電池にとって障害となる。

　「今後の課題は、ナトリウム･イオンのエネルギー密度を改善して、まずリン酸ベースのリチウム・イオン電池に匹敵し、さらにそれを上回るようにしながら、すべての重要な要素の使用を最小限に抑え、なくすことである。」と、LENSコンソーシアムおよびアルゴンヌ・エネルギー貯蔵科学共同センターの電池パックであるVenkat Srinivasanは述べている。「重要なことは、いかなる改善もサイクル寿命や安全性などの他の性能指標を損なってはならないことである。」

　この目標を達成するために、アルゴンヌは国立研究所と大学から世界クラスの研究チームを招集した。各参加者はナトリウム･イオン電池の研究で豊富な経験を持っている。彼等は共同で高エネルギー電極材料の発見と開発、電解質の改良、電池セルの設計、統合、ベンチマークに取り組む。

　コンソーシアムには、エネルギー省のブルックヘブン国立研究所、ローレンス・バークレイ国立研究所、太平洋岸西部国立研究所、サンディア国立研究所、SLAC国立加速器研究所が含まれる。大学のパートナーには、フロリダ州立大学、カリフォルニア大学サンディエゴ校、ヒューストン大学、イリノイ大学シカゴ校、メリーランド大学、ロードアイランド大学、ウィスコンシン大学マディソン校、バージニア工科大学が含まれる。

　「今後のチームの一員になれてとても興奮している。UMDの研究は、ナトリウム･イオン電池が幅広い温度範囲で長いサイクル寿命と急速充電能力を実現できる

ようにする先進的な電解質の開発に焦点を当てる。」と、化学および生体分子工学部の教授でLENSに関与する研究者であるChunsheng Wangは述べた。

　14のパートナーすべてが参加するLENSは、新世代の電池科学者や研究者の育成において重要な役割を果たすことになる。さらに、大手企業と新興企業で構成される諮問委員会は、ナトリウム･イオン電池のアメリカ・エコシステムの育成を目標に、コンソーシアムに貴重な業界の視点を提供する。

　LENSは、エネルギー省のエネルギー効率局と再生可能エネルギーの車両技術局の支援を受けており、エネルギー省内で拡大を続けるナトリウム･イオン電池のポートフォリオの一部となる予定で、この新しい化学物質を電気自動車や送電網蓄電装置で使用する研究も含まれている。