東京理科大・GSユアサ、レアメタルフリーのナトリウムイオン電池を開発

東京理科大学とGSユアサは、ナトリウムイオン電池用電極材料として、レアメタルフリーの新規鉄系層状酸化物の合成に成功したと発表した。この研究成果はリチウムやコバルト、ニッケルといったレアメタルを一切必要としない、ナトリウムイオンを用いた高エネルギー密度の蓄電デバイスの可能性について世界に先駆けて示すものだとしている。

同大学の研究グループは、現在高性能電池に広く用いられているリチウムの代わりとして、資源が豊富なナトリウムを電気エネルギー貯蔵に利用するという基礎研究を2005年から進めており、これまでに炭素材料と層状酸化物を用いることにより、リチウムを全く用いずに常温で作動する新しいエネルギーデバイス「ナトリウムイオン電池」の立証に成功している。その成果は、2011年8月に独国科学雑誌『Advanced Energy Materials』に掲載され、世界中から大きな注目を集めた。

今回の研究では、新規鉄系層状酸化物の合成に成功し、鉄、マンガン、ナトリウムという資源が豊富な元素を組み合わせることでレアメタルフリー構成を実現し、さらに、これまでの材料と比較して電池のエネルギー密度を向上させることが可能であることを見出した。レアメタルフリーと高エネルギー密度が両立可能なナトリウムイオン蓄電池は、将来的には自然エネルギーの有効利用、スマートグリッド用の定置用大型電池、さらには電気自動車用の電源としての実用化が期待される。

本研究の一部は、総合科学技術会議により制度設計された最先端・次世代研究開発支援プログラム（研究代表者：駒場慎一）により、日本学術振興会を通して助成されたもの。また、実験の一部は大型放射光施設SPring-8 (ビームライン: BL02B2)、大学共同利用機関法人 高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所のフォトンファクトリー (ビームライン: BL-7C) の設備を用いて行われた。

参考：SPring-8 - レアメタルフリー構成のナトリウムイオン蓄電池の実現につながる研究成果