バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ

1118：とはずがたり：2014/06/14(土) 21:14:49: >>1117-1118

どのような電池なのか

　今回電気自動車に搭載した電池モジュールの寸法や重量は公開されていない（図2）。モジュールの推定重量は約50kg。約20cm角のアルミニウムを主成分としたパネル（電池セル）を50枚搭載しており、モジュール全体の長さは100cm近くあるようだ（図3）。Alcoaの説明によれば、パネル1枚当たりの走行可能距離は約32km。パネルごとに「ガソリンスタンド」で交換する形を採る可能性もあるとした。

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図2　車体後部に搭載されたアルミニウム空気電池　出典：米Alcoa

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図3　アルミニウム空気電池モジュールの外観　出典：米Alcoa

どうやって実現したのか

　金属空気電池の概念自体は広く知られている。例えば、空気亜鉛電池は100年の歴史があり、現在でもボタン電池として広く使われている。空気亜鉛電池の理論容量（重量エネルギー密度）は1.3kWh/kgであり、アルミニウム空気電池が実用化できれば、理論容量にして6倍の容量増を見込むことができる＊2）。

＊2）リチウム空気電池の理論容量はアルミニウム空気電池のさらに1.4倍と高い。研究開発が進んでいるものの、車載デモが実行できるようなユニットは製作されていない。リチウム空気電池では、充電が可能な蓄電池タイプに取り組む研究者も多い。

　Phinergyはアルミニウム空気電池と亜鉛空気電池の研究開発を進めている。同社の説明によれば、アルミニウムを利用した（空気電池ではない）電池は、アルミニウム金属負極と電解質、正極が必要であり、正極が電池重量の70％を占めている。アルミニウム空気電池は正極を空気と置き換えたため、軽量化できたという。これが金属空気電池の理論容量が高くなる一般的な理由だ。

　亜鉛空気電池と比較すると、アルミニウム空気電池には歴史がない。同社の説明によれば正極（空気極）を多孔質構造にして表面積を確保し、さらに酸素を還元する触媒作用を持たせないといけない。するとアルミニウムを使い切る以前に正極の寿命が来てしまう。二酸化炭素などが正極に悪影響を及ぼすためだ。同社は銀ベースの新触媒を開発することで、寿命を数千時間に延ばすことに成功したという。寿命が長いだけでなく、電気化学的な性能が高く、機械的な構造に柔軟性があり、リサイクルもしやすいという。

　今回のアルミニウム空気電池は、AlcoaとPhinergyが2014年2月に発表した協業の初の成果だ。両社はアルミニウム空気電池の材料の他、製造プロセスや製品化について協業している。

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