【技術】夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進　安定性向上で数百回の充放電に成功　英ケンブリッジ大など

1 ：もろ禿 ◆SHINE.1vOk もろ禿HINE! ★＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 07:48:13.62 ID:???.net

夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進 （ニュースイッチ） - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151103-00010002-newswitch-sctch


http://amd.c.yimg.jp/im_sigg_.aQQKLnaX29Dhk8wbWlIw---x900-y499-q90/amd/20151103-00010002-newswitch-000-1-view.jpg
グラフェン正極での充放電の模式図（Tao Liu， Gabriella Bocchetti and Clare P. Grey）


英ケンブリッジ大などが安定性向上で数百回の充放電に成功

　重さやコストを現在の5分の1程度にできるうえ、電気自動車（EV）の走行距離をガソリン車並みに伸ばすことが可能になると言われるリチウム-空気バッテリー（リチウム-酸素バッテリー）。究極の
二次電池の候補の一つともされるが、実用化に向けては課題も多い。そうした中、課題のいくつかを解決することで安定性や効率を向上させ、数百回繰り返し充電できる改良型リチウム-空気
バッテリーのプロトタイプを、英ケンブリッジ大学などの研究チームが開発した。詳細は10月30日付の米サイエンス誌に掲載された。

　リチウム-空気バッテリーは、金属リチウムを負極の活物質に、空気中の酸素を正極の活物質として利用し、リチウムと酸素の化学反応で電気を作り出す。原料となる酸素は空気から取り込み、
持ち運ぶ必要がないため、理論上、単位重量あたりの貯蔵エネルギーをガソリン程度にまで高くでき、現在のEVに使われているリチウムイオン電池の10倍ほどのエネルギーを蓄えられるという。

　その分、実用化も難しく、放電中に酸化リチウムが作られ、電解質が腐食したり、副生成物が電極を覆って機能を低下させしたり、といった問題が指摘されている。

　今回、ケンブリッジ大のチームが開発した手法は、リチウム-空気バッテリーの実用化に向け大きな一歩を示す成果で、その改良の一つが有機溶剤であるジメトキシエタンの電解質にヨウ化リチウムと
水を加えたこと。これまでのバッテリーでは過酸化リチウムが生成して電極にこびりついてしまい、再充電を邪魔していた。

　それに対し、このバッテリーでは、リチウムイオンが正極で酸素と反応して水酸化リチウムの結晶ができるものの、水酸化リチウムはバッテリーの再充電が始まると素早く分解される（模式図参照）。

　さらに正極材料にも工夫を凝らしてある。従来のリチウム-空気バッテリーではさまざまな形状の多孔質カーボン（グラファイト）が使われることが多かったが、研究チームでは多孔質の還元型酸化
グラフェンを正極に採用。原子1個分の厚みしかない炭素シートのグラフェンを酸化した後、炭素だけの状態に還元し、穴の多い多孔質にしたもので、こうすることで生成した結晶が正極に付着しにくくした。

　実際に試作したバッテリーで実験したところ、性能低下を見せながらも数百サイクルの充放電ができた。論文の筆頭著者であるケンブリッジ大化学部のクレア・グレイ教授は、現在のEVに使われて
いるリチウムイオンバッテリーに比べ、1kg当たり少なくとも5倍のエネルギーを貯蔵できるとみている。

　ただし、商業化に向けてはまだ多くの課題が残されている。まずEVが必要とするレベルに対し、電流密度が20分の1から50分の1と十分ではない点。さらに、爆発やショートの原因となるリチウムの
樹状突起が負極にできないようにする工夫や、今回の実験が純酸素の雰囲気で行われ、空気に含まれる二酸化炭素や窒素、水分などによる金属電極への影響を考慮していないことなどだ。

　そうしたことから、リチウム-空気バッテリーの効率性・安定性の向上に一定の道筋をつけた重要な研究成果ではあるが、実用的なリチウム-空気バッテリーの開発には、少なくともあと10年はかかると
みられている。

2 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 08:05:34.74 ID:iVc+AJay.net

数百回て、なんなのそのアバウトさ

3 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 08:11:29.82 ID:UyR9pPQb.net

>>2
バッテリーなら温度とかに激しく影響される。

4 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 08:24:37.43 ID:5p7IsI/0.net

中国「ほう・・・」
韓国「ほう・・・」

5 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 08:28:22.63 ID:1Cq9LUBY.net

今までのリチウム電池の発火は酸化剤の分しか燃えなかったが、こんどは際限なく燃えるってことか

6 ：名刺は切らしておりまして＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 08:49:27.55 ID:5D3LlvlK.net

数百回て、バッテリーの寿命は１年とみて良いのかしら？
それでも充電時間が長いのは変えられないから、ＥＶの時代は来ない。
このままでは、家庭で充電するＰＨＶの時代になるよ。
電気で走る限り、見かけ上公害も出さないし、燃費は５倍だ。

7 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 08:50:47.59 ID:MlKo6Gcz.net

グラフェンって、量産のめど立ったのか....？
実験レベルで使うのすらためらうぐらい高いんだが（爆

8 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 09:12:47.11 ID:VS11utVT.net

この分野では日本は遅れている。

9 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 09:52:43.11 ID:X68mAHrU.net

＞空気中の酸素を正極の活物質として利用し、

＞今回の実験が純酸素の雰囲気で行われ、

最大の前提がクリア出来てない

10 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 10:15:16.18 ID:M80JeCw7.net

お、リチウム空気来るのか？

11 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 10:52:04.48 ID:RTSkNdCM.net

>>1
こういう技術は２番手じゃだめ

12 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 11:11:40.96 ID:3WADPoGz.net

充電するための電気を火力発電で作るうちは意味無し
ＣＯ２対策なら昼は太陽光、夜間は原発が最強

13 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 11:18:39.21 ID:rnwgw38V.net

【触媒化学】大容量の蓄電が可能な「リチウム空気電池」用電極材料の開発
ナノ多孔質グラフェンとルテニウム系触媒が鍵 東北大 [転載禁止](c)2ch.net
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1441251000/

14 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 11:25:04.01 ID:rnwgw38V.net

┌
│放電中に酸化リチウムが作られ、電解質が腐食したり、
└
この部分↑は意味が通ってない。こっち↓のような気がする。
┌
│放電中に水酸化リチウムが作られ、電解質が腐食したり、
└

15 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 11:43:59.42 ID:F1IlFd8K.net

>>12
昼だけ原発止めるというわけにもいかんから
昼夜原発でよくね？

16 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 13:51:16.76 ID:I1gxQ712.net

これ、酸素必要なの？
ちと理解出来ませ〜ん

17 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 14:22:59.70 ID:xnMZrYzK.net

どうでもいいけど
ケンブリッジ大学なんて存在するの？
ケンブリッジにある大学を合わせてケンブリッジ大学て呼んでるんじゃなくて

18 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 14:39:26.44 ID:A9R6rPj+.net

発火・発熱問題をクリア出来たら・・・

19 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 14:39:34.57 ID:I1gxQ712.net

酸化グラフェン←酸素←Ｎ曲（磁場）
リチウム棒のコイルを巻き電流流したら？

20 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 14:41:34.57 ID:FPWLwDWO.net

この分野の基礎研究おもいきり日本は置いていかれてるな。
まあ仕方ないか。

21 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 15:34:02.94 ID:I1gxQ712.net

りチウム棒にコイルを巻き、電流流したら？→イオン化傾向が更にヒートアップする
もんじゅのナトリウム漏れ状態になるくらいだから容器にもコイルを巻き電流を流すように

22 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 15:43:58.80 ID:Y8gGADb7.net

リチウム空気だと密閉状態だと使えないのがなあ…
まあ車に使うならいいものなんだが

23 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 15:53:14.48 ID:0bocDl0G.net

オレの嫁は空気嫁(´・ω・｀)

24 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 16:17:39.33 ID:rnwgw38V.net

>>20
大容量の蓄電が可能な「リチウム空気電池」用電極材料の開発
〜ナノ多孔質グラフェンとルテニウム系触媒が鍵〜
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20150902-2/index.html

25 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 19:50:01.54 ID:zFEmHJoW.net

トヨタも空気電池と個体電池の研究してるけど、勝ち目あるのかな？

26 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 20:18:37.31 ID:U86Qu3PU.net

産総研も研究してるけど、どこまで改良できたかな？

27 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 20:29:46.66 ID:NOSWQLfd.net

ロシアが黙っちゃいないだろう

28 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 21:30:06.84 ID:NyiOt3F7.net

>>1
今までのリチウム電池と比較して、軽くて大容量、電池自体のコストが安い事が優位点かな？
空気を使った放電が実現できていない、出力が大きく不足している、辺りが重要な課題？

29 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 22:00:03.94 ID:EG4FrgU2.net

こんな物が普及したら、交通量の多い場所で酸欠になる

30 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/04(水) 22:07:56.00 ID:k4Xa+p6l.net

>>29
ガソリン車はどうやって走ってると思ってるんだ？

31 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/05(木) 10:17:48.26 ID:+OBBxNuU.net

数百回の充放電があと１０倍くらいに伸びたら、実用化かな

32 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/05(木) 12:34:42.25 ID:OQJA2sOC.net

>>31
他にも課題は山積

33 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/05(木) 13:10:14.79 ID:udurFnDF.net

第２次大戦中に酸素魚雷を実用化した日本頑張れ

34 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/05(木) 20:13:51.62 ID:IYVi5F0Q.net

とりあえず空気電池の基礎知識を身に付けよう。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%A9%BA%E6%B0%97%E9%9B%BB%E6%B1%A0

35 ：あぼーん：あぼーん

あぼーん

36 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/06(金) 03:01:20.35 ID:9QM9asay.net

10年どころか100年かかりそうなんだが

37 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/08(日) 21:45:23.39 ID:vD5ALMhk.net

だから可燃性の金属を電極に使うなと・・・。
いくらリチウムが高い出力を出せても、B787の様なトラブルの元じゃねーか。

38 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/10(火) 12:10:45.53 ID:M9gk9XeU.net

純酸素の雰囲気って。。。
純酸素かどうかは、それっぽければいいのか？

39 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/11(水) 00:41:18.72 ID:6jwpUVud.net

>>37
低酸素状態でリチウム空気電池使うつもりか？

40 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/11(水) 03:13:39.20 ID:jEdtAsSU.net

雰囲気って科学用語では周りがその気体で満たされていることだよ
いい加減という意味でも感情の共有という意味でもない

41 ：名無しのひみつ＠＼(^o^)／：2015/11/26(木) 10:51:55.92 ID:j+M3eUJS.net

防水スマホに入れたら酸欠起こすだろ!?