有很多人喜歡可以儲存很多電的鋰電池。但能毫不猶豫選擇鋰電池的或許只有現在。因為歐洲的研究機構等正以2030年以後為目標，加快開發「鎂電池」、「鋅電池」。1990年代登場的鋰電池會丟掉主角的地位嗎？

 　　　 

試製出的鎂電池（圖片由東京都立大學提供）

 　　　

　　「為了實現高容量、環保性好的鎂電池，將開發破壞性的科學技術」，英國康橋大學、丹麥及以色列的知名工科大學以及德國、西班牙的研究機構開發出了「E-Magic」技術組合。將接受歐盟（EU）提供的資金，開發每升的能量密度超過1000瓦時、是鋰電池2倍的鎂電池。

  　　

　　鋰電池在1991年由索尼實現實用化，能夠比之前的鎳氫電池、鉛電池存儲更多電。鋰電池已在純電動汽車、個人電腦、智慧手機上普及，2019年獲得了諾貝爾獎，如今是蓄電池的主角。

    　　

　　但鋰電池有很大的缺點，那就是成本高。如果僅僅用於智慧手機還好，但今後要想用於儲存可再生能源這種大規模電力，就需要大型電池。　

    

　　 

　　日本經濟産業省的資料顯示，利用鋰電池把蓄電系統的成本降到跟水力發電相當的每千瓦時2.3萬日元可以説是白日做夢。

 　　

　　要想普及可再生能源蓄電系統，需要低成本生産佔系統價格一半的電池。鋰電池儲存電的容量將接近極限。作為材料的鋰和鈷的産地分佈不均。鋰的世界儲量為1600萬噸，鈷大約為700萬噸，但不能全部用於生産鋰電池。

        

    　　

　　因此，歐洲企業的E-Magic瞄準的是比鋰容易降低成本的鎂。在電池負極使用鎂金屬。

  　　

　　電池內部運動的每個鎂離子能運輸2個電子。這被稱為多價電池，特徵是負責充放電的電子數量多，與只能搬運1個電子的鋰離子相比，可以使電池容量達到2倍以上。據悉已經反覆充放電500多次。

    

  　　

　　研究人員今後將致力於改進搬運離子的電解液及開發電極材料等。雖然現在鎂電池的性能比不上鋰電池，但其具有未來的潛力。

  　　

　　在美國，豐田北美尖端研究所和美國休斯頓大學也開發出了新型鎂電池。電極的正極採用了有機化合物，電解質採用了硼塊。

  　　

　　目前充放電只有200多次，但研究團隊充滿期待稱「已經找到了開發出高穩定性、高性能電池的方向」。

   

鋅電池的研發現場（圖片由日本東北大學提供）

  　　

　　在日本，東京都立大學的金村聖志教授開發出了正極採用錳氧化物、負極採用鎂金屬的電池。

   　　

　　跟鎂一樣受關注的是鋅。日本東北大學的小林弘明助教和本間格教授開發的新型鋅電池用水溶液取代有機溶劑作為電解液。還降低了火災事故的風險。未來通過把技術轉移給電池廠商，將用於儲蓄可再生能源電力。

        　　

　　鋰電池之後的電池面臨的課題是壓縮成本和提高耐用性。不僅要在電極等的形狀上下功夫，還要從製造這些零部件的元素中尋找候補。

   　　

　　如果對元素週期表左上角的鋰失去信心，接下來該怎麼辦呢？立刻使用右下角的鎂？使用離得很遠的鋅和鋁？或許是利用意想不到的元素製造出劃時代的電池？圍繞元素的智慧比拼已經開始。

 　　

　　美國也在研究多價電池，但目前日本企業領先。鋰電池由日本企業打開市場，現在由中韓企業佔有很多市佔率。多價電池的研究競爭也是爭奪主導權的信號。

 　　

　　日本經濟新聞（中文版：日經中文網）草鹽拓郎

　　

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