カルシウムは液体電池に驚くべき効果をもたらす

MITのドナルド・サドウェイ教授が開発した液体電池は、最大12時間もの大容量エネルギーを蓄え、時間の経過とともにゆっくりと放電する画期的な新技術です。再生可能エネルギーシステムにとって魅力的な貯蔵オプションとなっています。サドウェイ教授とチームは、このたび、電池の効率をさらに高め、ユーザーにとってより手頃な価格にすることを約束する新たな液体電池マトリックスを開発しました。サドウェイ教授が開発し、アンブリ社が商品化したこの液体発電セルは、動作中にすべてのコンポーネントが液体状態にあるという点で他に類を見ません。従来の電池は、負極にマグネシウム、正極にアンチモン、そして低コストの溶融塩電解質を使用していました。この新しい電池技術では、電極と電池内部の溶融塩の両方に、豊富で手頃な価格の化学物質であるカルシウムを使用しています。カルシウムは塩に溶けやすいため扱いが難しく、液体電池での使用は困難でした。液体電池では、電池として機能しながらも、それぞれ独立した3つの液体層が必要です。カルシウムは融点も高いため、理論上はバッテリーを900℃で動作させる必要がありました。「最も難しい化学反応でした」と、MITのジョン・F・エリオット材料化学教授であるサドンウェイ氏は述べています。関連記事：この9,000mAhのポータブルバッテリーバンクはわずか18分で充電できます。加熱問題を克服するために、研究チームは液体電極を作成する際にカルシウムとマグネシウムを混合しました。マグネシウムは融点がはるかに低いため、バッテリーは大幅に低い温度で動作できます。研究チームはまた、電極間のイオン移動のマトリックスとなるバッテリー内部の電解質層の新しい配合を開発しました。新しい塩ベースの配合では塩化リチウムと塩化カルシウムが使用され、これにより、以前に開発された液体バッテリー技術よりもはるかに高い速度でイオン交換が可能になります。新しいリチウム電解質には、予期せぬ副次的な利点があります。動作温度を下げてバッテリー出力を向上させることに加え、カルシウムマグネシウム電極が塩に溶解するのを防ぐことで、パワーセルの3層構造を維持するのにも役立ちます。この新しい液体電池の最大の利点は、おそらく供給面にあるでしょう。カルシウムとマグネシウムはどちらも一緒に採掘されるため、分離にはコストがかかります。しかし、この新しい電池はカルシウムとマグネシウムを併用するため、電池の製造コストははるかに低くなります。サドウェイ氏と彼のチームは、この新しい配合が電池技術の新たな分野への出発点であると指摘しています。チームは、この研究が他の科学者たちに刺激を与え、電気伝導効率が高く、さらに製造コストが低い他の化学物質の組み合わせを探求するきっかけとなることを期待しています。「ここでの教訓は、様々な化学物質を探求し、変化する市場環境に備えることです」とサドウェイ氏は言います。こちらもご覧ください: ライモンド・デ・ヒュルのOas1のグリーンビルディングのビジョン