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茨城県東海村に世界最先端の蓄電池専用解析施設が完成

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茨城県東海村に世界最先端の蓄電池専用解析施設が完成

新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は「革新型蓄電池先端科学基礎研究事業(RISING事業)」の一環として、NEDOと高エネルギー加速器研究機構(KEK)が、KEKの大強度陽子加速器施設「J-PARC(茨城県東海村)」に建設を進めてきた世界最先端の蓄電池専用解析施設「RISING中性子ビームライン(SPICA)」が完成したと発表した。

SPICAは、リチウムイオン電池の一層の性能向上や、リチウムイオン電池に代わる「革新型蓄電池」の開発に不可欠な、電池内部の反応メカニズムを科学的に分析。充放電中など動いている状態の蓄電池に中性子を照射し、電池内で何が起きているかを原子レベルで解析する施設。

NEDOのRISING事業は、2009年から7年計画で「2030年に500Wh/kg(現状比5倍)のエネルギー密度を有する革新型蓄電池の実現を目指す」プロジェクト。同プロジェクトでは、2つの異なる特徴をもったRISINGビームラインの整備を計画し、まず、マンガンや鉄、コバルトなど重い元素の挙動を精密に観察することができる「RISING放射光ビームライン(BL28XU)」が今年4月、大型放射光施設「SPring-8」(兵庫県佐用町)内に完成し、運用を開始している。

BL28XUでは、主に重い元素の挙動を、SPICAでは主に軽い元素の挙動を観察。特徴の異なる2つの蓄電池専用ビームラインをフル活用することで、エネルギー密度など蓄電池の飛躍的な性能向上につながる多くの知見を獲得、革新型蓄電池の開発を加速させていきたい考えだ。また、SPICAを相互補完的に用いることで、充電中や放電中など実作動状態にある蓄電池の中で何が起きているのかを原子レベルで明らかにすることが可能になり、幅広い産業の基盤技術として、産業競争力の強化に貢献できるRISING事業の研究成果に大きな期待がかかっている。

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