中国の科学者がリチウムイオン電池に代わるカルシウム電池を開発

サウスチャイナ・モーニング・ポスト（中国・香港）は2月12日、この研究チームが繊維にカルシウム酸素装置も組み込み、スマートフォンに電力を供給できる柔軟な繊維バッテリーを開発したと報じた。

このカルシウム電池は、リチウムの2,500倍のカルシウムを含む金属で作られています。常温で700回安定して充放電できます。カルシウムベースの技術でこの数値を達成したのは初めてです。

復旦大学の研究チームは、ネイチャー誌に掲載された論文の中で、このカルシウム電池は「将来有望で持続可能なエネルギー貯蔵技術」になる可能性があると主張している。

リチウムイオン電池はエネルギー密度（重量やサイズに対するエネルギー貯蔵容量）がかなり高く、世界中で広く使用されています。しかし、国際エネルギー機関（IEA）は、世界がネットゼロ排出量に向けて進む中で電気自動車の需要が高まり、来年にはリチウムが不足すると予測している。

リチウムの採掘も費用がかかり、大量の水を必要とします。カルシウムから作られた電池は、理論的には同等のエネルギーレベルを達成しながら、リチウムイオン電池よりも安価で安全です。

研究チームは、カルシウムベースの電池の中で、カルシウム酸素系が理論上のエネルギー密度が最も高いと主張している。これは、バッテリーの燃料が内部に保存されている物質からではなく、空気中の酸素から生成されるという事実に起因します。

しかし、カルシウム酸素電池は室温では安定して動作しません。研究チームによると、充電と放電を容易にする電池の成分である電解質を見つけ、電池容量を制限するカルシウム反応を引き起こさないことが大きな課題だという。

この問題を解決するために、研究チームは、バッテリーのカルシウム成分と酸素成分の両方を含むことができる液体ベースの電解質を開発しました。研究チームは、カルシウム酸素電池は空気中でも安定しており、将来的にはウェアラブル機器用の布製電池に織り込むことができる柔軟な繊維にすることができると付け加えた。研究者らは、ファイバーバッテリーは0度から180度の温度範囲で曲げられても安定して動作できることを発見した。

バッテリーの性能と容量はまだ限られているものの、研究チームは、この新しい技術によって将来的にバッテリーの性能が向上する可能性があると述べており、また、この研究によって他の材料を使用したカルシウムバッテリーの製造への道も開かれることになるという。