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国立研究開発法人物質・材料研究機構は5日、従来のリチウムイオン電池の15倍に相当する高い蓄電容量を実現したリチウム空気電池を開発したと発表した。

現状のリチウムイオン電池は、小型で高電圧、長寿命だが、蓄電容量に相当するエネルギー密度がほぼ限界に達している。そういったなか、リチウム空気電池はあらゆる二次電池のなかで最高の理論エネルギー密度を持つ「究極の二次電池」とされ、蓄電容量の劇的な向上と大幅なコストダウンが見込まれる。 

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▲リチウム空気電池の原理図と10セルスタック

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▲空気極(正極側)にカーボンナノチューブを利用する

これまでは、少量の材料での電池反応を調べる基礎研究が中心だったが、空気極材料にカーボンナノチューブを用い、空気極の微細構造などを最適化することで、リチウムイオン電池の2mAh/平方cmに対して15倍となる、30mAh/平方cmという蓄電容量を実現した。 

今後は、セルを積層したスタックの高エネルギー密度化や、空気から不純物を取り除くなどの研究を進める。



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▲正極に多孔質のCNT、酸素と反応して過酸化リチウムが析出(この量が充電容量につながる)

リチウム空気電池の構成は、正極(空気極)、セパレータ、負極(リチウム金属)を重ねて電解液を入れただけの簡単なものです。放電反応は、負極からリチウムが溶け出し、正極で酸素と反応して過酸化リチウム(Li2O2)が析出するというもので、この過酸化リチウムの析出量が蓄電容量となります。そのため、正極のカーボン材料は出来るだけ多孔質なもの(空孔体積の多いもの)が望ましいと考えられます。

しかし他方、過酸化リチウムは絶縁体であるため、極薄くしか析出することが出来ず、それが蓄電容量を制限していると考えられてきました。

 


(記事の真意、詳細等はソース元にてご確認下さい)


ソース:
リチウムイオンの15倍。カーボンナノチューブを使った超高容量な「リチウム空気電池」 - WachImpress
カーボンナノチューブ空気極により超高容量なリチウム空気電池を開発 - NIMS






3:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:17:14.68 ID:O5Hfa5bn.net
まあ、次世代電池の本命の様な気がしないでも無い
5:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:18:37.10 ID:Ogf790Nm.net
欠点はないのかな?
リサイクル回数が100回までとか
11:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:22:08.31 ID:qLbS6Tpw.net
>>5
エネルギー密度がもはや爆弾
23:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:42:02.50 ID:aKwvjKEW.net
>>5
空気を使うということは密閉系(水中)や真空(宇宙)では使えない
ロケットとジェットと同じだな
8:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:19:22.69 ID:GJv6Coyi.net
空気読め
9:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:20:34.03 ID:Vina19qG.net
早く車に使えよ。


軽のハイブリが凄い燃費出しそう!
107:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 17:16:57.65 ID:IGTWpMam.net
>>9
これはガソリンエンジンで言えばタンクを大きくするのに
等しい。航続距離は延びるが、燃費はまた別。
12:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:25:31.94 ID:NZ9xgJro.net
Q:お値段おいくらでしょう?

A:車1台で1億円です 水素の20倍の値段です
96:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 15:57:07.47 ID:pKOD9zmE.net
>>12
水素も試作段階ではそれぐらいしてた
量産すれば 20倍なんてあっという間だよ
16:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:32:49.46 ID:8BqfNvKP.net
価格も15倍だとか?
17:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:33:19.34 ID:LSFDInfU.net
最初に民生用に量産できそうなのがバッテリー工具だと予想
27:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:46:37.72 ID:g05jguzN.net
>>17
モーター系の工具が15倍使えるようになるとありがたいな
1日1本ですむ
18:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:35:00.77 ID:NI7kn1Ch.net
積水化学が以前大容量低コスト化実現したとかいってたけど
いまだEV車に恩恵無し
128:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 20:01:23.25 ID:Tqxc8cP1.net
>>18
車用は2020年以降から参入だって
22:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:40:29.42 ID:5JX0MogZ.net
カーボンナノチューブ自体の製造が困難
一般に普及するのは30年位かかるだろね
てかさこんな大容量だと使用制限される
26:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:45:14.83 ID:zZQ5+GN5.net
とりあえず市販したら教えて。
29:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 10:47:15.70 ID:eQ/F3fOO.net
充電も15倍時間がかからなければいいけど
35:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 11:04:42.50 ID:qqkFK3Ez.net
トヨタが研究に成功したという全固体電池はどうなりましたか?
37:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 11:09:55.96 ID:W2F0L0P8.net
>>35
5年後ぐらいには量産始まるよ。全個体。つぎはもう全個体と確定してる。リチウム空気とかはその次だな
49:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 11:40:53.02 ID:fDl9MeJJ.net
CNTって汚染物質なんでしょ?
間違って環境中に出た場合って問題ないん?
55:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 12:05:31.75 ID:bDSohkjd.net
>>49
ありまくり
アスベストの比じゃないくらい身体に悪いよ
吸い込んだら肺が終わる
65:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 13:02:26.20 ID:wdu32kCM.net
>>55
形状によるんじゃなかった?
確かにアスベストよりやばいのもあって、それは生産禁止になってたはず
51:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 11:46:05.86 ID:zKvGWp03.net
レモンと木炭とアルミ箔のエコ電池はだめなん?
66:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 13:03:35.83 ID:V33ryiIe.net
マトリックスじゃねーけど
使用時に、人間をそのまま発電機にしたらどうだろね
危ないか
69:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 13:18:15.34 ID:P4sO5OwU.net
これはスマホで使えるやつ?それとも潜水艦で使うやつ?
80:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 14:20:33.37 ID:T84I5eCF.net
ネオジム磁石以上の、隠れた大発明になる
83:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 14:38:12.45 ID:WGZaiX5h.net
爆発リスク、威力も15倍
肘から先が吹き飛ぶレベル
90:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 15:18:56.10 ID:dPvqkiJd.net
ISSに採用されたら信用する
101:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 16:25:47.03 ID:rH2Aid+A.net
安心して下さい。どうせ民生用途まで降りてきません。キリッ
104:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 16:56:34.88 ID:Xn8nlMPz.net
リチウムイオンですら発火したら火柱上がるのにその15倍のエネルギー密度?
人間1人くらい軽く消し炭になりそうだぞ
115:名刺は切らしておりまして:2017/04/08(土) 17:58:44.94 ID:0Rey0XFP.net
まず俺らが生きてるうちの実用化は無いと見てよし

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