ナトリウムイオンバッテリー‼ 安くて高性能な未来の電池

　NIBの可能性　安くて高性能な未来の電池。　安価な金属イオンの一種であるナトリウムを貯蔵する。
　
　ナトリウムイオンはリチウムイオンに比べて大きいため、黒鉛構造の中に効率よく貯めることができない。そのため、これまでのナトリウムイオンバッテリーの容量は、リチウムイオンバッテリーに10倍以上の開きがあったと。

　グラフェン層の片側に分子のスペーサーを追加して、層と層の間にスペースを確保した。これにより、ナトリウムイオンがグラファイト構造に出入りしやすくなり、バッテリー容量の大幅な向上に成功した。

　この研究はまだ初期段階にあり、産業用途での実現にはほど遠い。しかし、完全な可逆性を持つことが証明されており、また高い安定性を示しているため、性能を失うことなく何百回も充電と放電を繰り返すことができる。

マグネシウム蓄電池開発‼ 二酸化マンガン結晶多形特性を発見

　東北大ら、二酸化マンガン結晶多形の特性を発見

MnO2の各多形のもともとの構造安定性およびMg挿入にともなう各型の構造変化❕　マグネシウム蓄電池実現につながる二酸化マンガン結晶多形の特性を発見した。

　ポストリチウムイオン電池として、資源的により豊富で安価な元素を使った多価イオンを利用した蓄電池の開発が進められている。中でも、二酸化マンガンを正極活物質として用いたマグネシウム蓄電池の開発も検討されてきた。しかし、マグネシウムイオンの拡散律速によって、二酸化マンガンが本来持つイオンの挿入脱離特性や、母構造が維持できるかどうかは分かっていなかった。

　研究では、α、β、γ、δ、λ型構造を有する5種類の二酸化マンガン結晶多形を用意。昇温下(150℃)で電気化学的マグネシウムイオン挿入を行ない、二酸化マンガン粒子全体にできる限り均一に浸透させた。

　その結果、マグネシウムイオンを挿入したすべての多形が、母構造によらずスピネル型や岩塩型構造に相変態する傾向が確認できた。また、αおよびλ型構造では、構造的な安定性を比較的保ちつつ、マグネシウムイオンの離脱や挿入が可能なことも分かったと。

　研究グループでは、マグネシウム蓄電池正極として二酸化マンガン多形が適用できる可能性が実証できたとしており、母構造の安定化などの課題はあるものの、同正極の開発推進が期待されるとしている。

カワサキH2が水素のウェット燃焼やドライ燃焼の開発に

　川崎重工は水素から発電して走る電動車であるFCEV（燃料電池車）などだが、急速に売れているわけではない。

　また、トヨタ自動車も内燃機関でカーボンニュートラルを達成すべく水素カローラの開発をしている。　そこで、注目されているのが水素を燃やして発電する水素火力発電になる。

　川崎重工が神戸のポートアイランドに構築したのが、水素ガスタービンコージェネレーション発電機 ウェット燃焼方式。水素と天然ガスを燃料として使える発電機で1MWの能力がある。水素100％でも、天然ガス100％でも、または自由な割合でも燃やすこともでき、当初はインフラの整っている天然ガス100％で運転しつつ、水素インフラの普及に合わせて水素の割合を増やしていくことができるようなことを視野に入れていると。

カワサキの本気!! 水素ガスを燃やす4ストロークエンジン

　カワサキの特許出願情報が2021年9月2日に公開された。その内容は「4ストロークエンジン及びクランクケースの内部における着火防止方法」というものだが、これは内燃機関で“水素ガスを含む燃料”を使用することを想定したもの。

　トヨタが水素カローラでイノベーションに続く、エンジン界の一大転機となるか?

クランクケースを換気する！?

カワサキによると、このエンジンは、水素ガスを含む燃料もしくは含まない燃料（ガソリンのことだろう）で運転可能な4ストロークエンジンであり、水素ガスを用いた場合に問題となるブローバイガスをいかにして換気するか、という技術が骨子であると。

　水素ガスは天然ガスやガソリンなどの他の燃料に比べて可燃範囲が非常に広く、理論空燃比の10倍に希釈されても着火してしまうのだという。これを防止するためにはクランクケース内の水素ガスの濃度を一定以下に保つ必要があり、このような対策を講じることになったわけだ。

Jパワー、水素でドローン飛行

 　Jパワー、水素でドローン飛行　

石炭から製造した水素を使って飛行するドローンJパワーは、低品位の石炭「褐炭」から製造した水素を使ったドローン（小型無人機）の飛行試験を実施した。同社はオーストラリアで、褐炭をガス化して水素を取り出す事業を行っており、水素の安定供給につなげたい考えだ。

　飛行試験は、水素貯蔵用の高圧ガス容器（ボンベ）を搭載したドローンを飛ばしたほか、燃料電池で扇風機を回し、性能を確かめた。

Jパワーは、川崎重工業や岩谷産業などと、水素供給網構築に向けた実証事業に取り組んでいる。オーストラリア南東部ビクトリア州で、褐炭に酸素と熱を加えて蒸し焼きにすることで、水素を製造。冷却した液化水素を専用船で運搬する。2021年度下期に輸送を始める。

水素は現在の水素価格は1立方メートル当たり100円程度で、高コストが普及の壁となっている。30年に30円まで価格を押し下げたい」と話した。