フラッシュ2024年5月2日

• 気候変動／エネルギー

  低コスト・高容量・長寿命なバッテリー正極材料、北大などが開発

  by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

  北海道大学、東北大学、名古屋工業大学の共同研究チームは、レアメタルフリーな鉄を主成分とした、低コスト・高容量・寿命の共立が可能なリチウムイオン電池の正極材料を開発した。鉄と酸素両方の反応を活用して高容量化し、材料にシリコンやリンなどを導入することで高エネルギー密度と高サイクル寿命の両立に成功した。

  研究チームは、レアメタルフリーな鉄を主成分としたリチウム鉄酸化物（Li₅FeO₄）の材料開発を進めている。この材料は鉄と酸素の二つの酸化還元（レドックス）反応を利用することで、レアメタルフリー正極として商品化されているリン酸鉄リチウム（LiFePO₄）の2倍以上の容量を示すが、サイクル寿命が悪いという課題があり、充電時に起こる酸素脱離反応を抑制する必要があった。

  同チームは今回、Li₅FeO₄にシリコンやリンなどのpブロック元素（ヘリウムを除く、第13～18族に属する元素）を導入した正極材料で酸素脱離反応が抑制されることを発見。これら材料のサイクル特性を評価した結果、酸素のレドックス反応の容量維持率が50%から最大で90%向上することを見出した。

  リチウムイオン電池は正極材料に使用されているコバルトやニッケルなどのレアメタルは、資源枯渇や価格高騰が深刻な課題となっており、新しいレアメタルフリー正極材料の開発が各国で進められている。今回の研究論文は、米国化学会マテリアルズ・レター（ACS Materials Letters）誌に2024年4月22日付けで掲載された。

  （中條）

  • 2

• 人気の記事ランキング

  1. Data from drones in Ukraine is fueling a new Wild West marketplace 戦場映像がAI訓練に、ウクライナ戦争が生んだ「新たな金脈」
  2. Promotion AI White Paper 2026 松尾・岩澤研協力『AI白書2026』発売、サブスク版も開始
  3. Batteries just broke another record in the US 米国のバッテリー導入が過去最高、データセンターも需要けん引
  4. What OpenAI’s latest controversy tells us about the future of math 1万のAIエージェントが ミレニアム懸賞問題を解決、 人間の数学者に残る役割は？
  5. This founder is teaching chips how to recycle (their energy) 捨てていた熱をリサイクル、31歳が挑むチップの再設計