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砂糖の主成分がNaイオン電池の負極材料に有効

Sep,24,2012

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砂糖の主成分がNaイオン電池の負極材料に有効

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東京理科大学の駒場慎一准教授の研究グループは砂糖の主成分であるスクロースを加熱分解させて得られるハードカーボンと呼ばれる炭がナトリウムイオン電池の負極材料として有効であることを確認しました。



現在、蓄電池として一番使われているのはリチウムイオン電池です。しかし、レアメタルであるリチウムを日本は全て輸入に頼っており、この材料を使うリチウムイオン電池は高価です。高価格や資源的希少性といったデメリットを克服しようというのがナトリウムイオン電池です。



"実際にナトリウムは資源は無尽蔵になりますし、これまでですとコバルトや銅も使わないで、電池を鉄とアルミとナトリウムだけで作っています。さらに今回の成果はここに砂糖を原料にして豊富な炭素材料を負極に使うだけで容量が伸ばせます。したがって重要な蓄電池である高価なリチウムイオン電池のような高性能な電池を、より安価で資源の豊富な材料だけで作れると、今後、技術や性能が上がればリチウムイオン電池を置き換える蓄電池の技術として、実用化に向けて開発が進むのではないかと思っています。"



ハードカーボンの製造法は極めてシンプルで、電気炉を使ってスクロースを加熱するだけです。空気が入っていると燃焼してしまうため、酸素の存在しないアルゴン気流中、窒素気流中で、スクロースの粉末を摂氏1000-1500度で加熱すると、真っ黒なハードカーボンの粉末が得られます。



"実は我々、ナトリウムイオン電池の研究を過去7年間程してきました。そこに使う電解液やセルのノウハウが沢山あります。そのために必要な試薬は全てここに揃えてあります。"



駒場研究グループは従来のハードカーボンに比べ蓄電容量で20%アップの300mAhを達成しています。多くの研究者がナトリウムイオン電池の実用化に向けて研究して行く事が予想され、駒場研究グループは5年くらいでの実用化を視野に入れています。

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