空気電池なり～

空気から電気をつくる究極の蓄電池が近い将来に実現できる見込みが出てきたでつ。
その名も空気電池。

従来のような電極が要らず、重さは既存のリチウムイオン電池の5分の1。
韓国や中国勢を交えた開発競争が過熱しているでつ。
今の時代、電池は必須アイテム。

新しい電池の開発は活発でつ。
この空気電池は、軽さと容量を兼ね備えた蓄電池は、2030年代以降の普及を
目指す空飛ぶクルマに欠かせない動力源の一つになるでつ。
日本では道路の渋滞が年に10兆円以上の経済損失を招くでつ。

都市では時に10キロメートル先へ行くのにも30分はかかり、時間が無駄になるでつ。
切り札といえる解決策はないでつが、一つの候補になり得るのが道路より広い空の活用。

今は絵空事のように思えるのは、車を宙に浮かせるだけの軽くて優れた蓄電池が
手に入らないからでつ。
これからの時代は化石燃料を燃やして飛ぶわけにもいかないでつ。

最高速度は時速40～50キロメートル。
空飛ぶクルマを開発するでタクシーや救急搬送に使う予定。
それには、5～10分程度とみられる現在の飛行時間を延ばしていく必要があるでつ。

電池の研究では、車が約1時間飛ぶには、1キログラムあたり450ワット時以上の容
量の電池が必要。
リチウムイオン電池は、同300ワット時の壁に突き当たるでつ。

電池を軽くできれば見かけ上の容量は増えるが、リチウムイオン電池は
全体の重さの半分弱を占める電極つまり正極が軽量化を阻むでつ。

そこで空気電池の出番でつ。
大胆に構造を変え、正極の代わりに空気から取り込んだ酸素を使い、
リチウム金属でできた電極と組み合わせるでつ。

外にある空気がいわば電池の素材だ。正極がなくなったとみなせば、
本体の多くをリチウム金属が占めるでつ。
軽いうえに、リチウムが多くて蓄電容量を増やせる利点があるでつ。

電気を取り出す際は、電池の隙間から入り込んだ助っ人の酸素が
容器の炭素や樹脂のなかでリチウムイオンと手を結ぶでつ。
酸素は酸化物の塊になりながら、協力して電子を動かすでつ。
充電では役割を終えた酸素が塊から離れ、リチウムイオンと別れて再び外に出て行くでつ。

ただ、酸化物の塊から酸素が離れにくく、金属のリチウムは発火や発熱のリスクが高いでつ。
技術開発の難しさから「究極の電池」とされてきたでつ。
だが、ここにきて中国や韓国の研究者が課題を乗り越えるアイデアを見つけ始めたでつ。

中国の中国自動車電池研究所はリチウム空気電池で電極の構造を工夫し、
1キログラムあたり769ワット時の容量に手が届いたでつ。

わずかな量の材料を調べただけで電池に仕上げるには課題が多いでつが、
将来は「航空宇宙産業や電気自動車に使える可能性があるでつ。

韓国メーカは酸素が通る部分の劣化を抑えようと有機材料をセラミックに
代えたでつ。
充放電の回数を10回以下から100回に増やせたでつ。

リチウムイオン電池の約4千回には及ばないが、
電解液の改良に活路を見いだすでつ。

リチウムを使う空気電池は使用中に負極が変形し、短絡を起こしやすいでつ。
そこで他の元素を使い、容量は少なくても作りやすい空気電池を
探る動きもあるでつ。

ニッケル水素電池の正極を空気に代えた水素空気電池を幾つもつなぎ、充放電に成功。
連結する電池の数を増やせば、原理上はリチウムイオン電池の容量を超えるでつ。

米国のフォーム・エナジーは鉄と酸素で働く鉄空気電池を実現し、
再生可能エネルギーで作った電気をためる用途などに使う計画。

空飛ぶクルマを電動にすれば燃料を燃やす必要は無くなるでつが、そもそも電池で
飛べるのかといった問題が残るでつ。

宙に浮くためには、電池切れを心配するのと同時に、電池を極限まで
軽くしなければならないでつ。

軽さだけでいえば、主な素材に樹脂を取り入れた「全樹脂電池」も有望。
APBが開発した新型リチウムイオン電池は、同型のリチウムイオン電池より
2割は軽いでつ。

無人潜水艇向けに納入する。電池の容量を増やしにくいとの見方があるでつが
電極の原料などを工夫すれば、空飛ぶクルマにも使えるでつ。

電池の世界で空気中の酸素を使う空気電池の登場は、いわば太陽の光で
光合成をする微生物が地球に大量の酸素をもたらしたのと同じくらいの
変化といえるでつ。

酸素によって人類は18世紀の産業革命以降は大量の石炭や石油、
天然ガスを燃やして豊かな生活を築いてきたでつが、
今度は燃やさないために酸素を電池に使うでつ。

発想の大きな転換が必要になるだけに、期待の大きい空気電池の開発には
なお難路が待ち受けているでつ。

２１世紀のキー技術は、電池。
そして、空や宇宙でつなぁ～
軽くて小さくて、長持ちという課題克服は生半可ではないでつ。