京都大学とトヨタ自動車の共同研究チームが、フッ素と鉄を用いた全固体電池の寿命を延ばすことに成功したと、日本経済新聞が28日に報じた。
イオン電池は数十回の充放電で性能が低下するという課題を抱えていたが、研究チームはこれを克服し、電気自動車（EV）の航続距離を従来比で2倍以上に拡大できる可能性を示した。次世代太陽電池材料として知られるペロブスカイト構造を用いた新型正極を開発し、鉄原子と酸素原子がフッ化物イオンと反応しながら充放電を行う仕組みを採用したことで、従来の正極に比べ安定性を大幅に向上させた。
奈良女子大学の山本健太郎准教授は、新たに開発した正極材料について「30回の充放電を行っても、容量の低下は確認されなかった」と語った。
全固体フッ化物イオン電池は、リチウムの代替としてフッ素を用いることで資源制約を回避でき、安全性にも優れることから次世代電池として注目されている。
正極の耐久性は長らく実用化の障壁となっていた。今回の成果はこの課題を克服し、2030年代後半に想定される実用化目標の達成に向けて前進したと評価されている。
研究チームは、開発した正極を用いた全固体フッ化物イオン電池がリチウムイオン電池の2倍以上のエネルギー貯蔵能力を持つと予測しており、EVの航続距離を現在の約600キロメートルから1,200キロメートル以上に延ばせる可能性があるとみている。
一方、次世代電池をめぐる開発競争は今後さらに激化する見通しだ。リチウムイオン電池の負極をリチウム金属に置き換えた「リチウム金属電池」や、豊富なナトリウム資源を活用する「ナトリウムイオン電池」など、各国でさまざまな新技術の開発が進んでいる。
各電池技術はエネルギー密度、コスト、安全性の面で一長一短があり、2035年以降には複数の電池が用途ごとに並行して量産されると予想されている。
今回の研究は、京都大学、量子科学技術研究開発機構、東京大学、兵庫県立大学、東京理科大学、トヨタ自動車の共同成果であり、ドイツの学術誌『アドバンスト・エネルギー・マテリアルズ』に掲載されたと日経は伝えた。
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