ナトリウムとは

Aug 26, 2023

他のものと同じように、もっと塩が必要だったことがわかりました。

ナトリウムイオン (Na イオン) バッテリーは、電力の貯蔵と供給にリチウムイオンの代わりにナトリウムイオンを使用します。 ナトリウムはリチウムよりもはるかに豊富で環境に優しいですが、ナトリウムイオン電池を新しい電池のチャンピオンにするためには、まだいくつかの課題が残っています。

バッテリーは日常生活に欠かせないものになってきており、より優れたバッテリーを開発した者が世界を支配することになります。 ナトリウムイオン電池は、リチウムイオン電池に次ぐ最有力候補ですが、一体何が特別なのでしょうか?

ナトリウムイオン電池は、エネルギーの貯蔵と放出にリチウムイオンの代わりにナトリウムイオン（正の電荷を持つ小さな粒子）を使用する電池です。 ナトリウムイオン電池は、携帯電話や電気自動車で一般的に使用されている種類のリチウムイオン電池の代替候補として、1990年代に商業的実現可能性を示し始めました。

ナトリウムイオン電池は Na イオン電池とも呼ばれ、化学反応を利用して電気エネルギーを貯蔵および放出します。 すべてのバッテリーと同様に、バッテリーには電解質によって分離された 2 つの電極 (正極と負極) があり、電解質はイオン (正または負の電荷を持つ小さな粒子) が電極間を移動できるようにする特殊な物質です。

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ナトリウムイオン電池はリチウムイオン電池と同様に機能しますが、リチウムイオンの代わりにナトリウムイオンを使用します。 電極と電解質の材料の選択はバッテリーの性能と寿命に影響を与える可能性があるため、研究者はコスト、性能、安全性の最適な組み合わせを見つけるためにさまざまな組み合わせを常に実験しています。 一般に、カソード（負極）および電解質にはナトリウムが含まれています。

現時点ではリチウムイオン電池が主流であり、電池を現在よりもさらに改良するための研究がたくさんあります。 それでも、ナトリウムイオン電池には、ナトリウムイオン電池に比べて明確な利点がいくつかあります。

完璧な電池技術などというものは存在せず、ナトリウムイオン電池がまだリチウムに代わっていない理由はいくつかあります。

こうした技術的な長所と短所とは別に、ナトリウムイオン電池の製造チェーンには、広く商業製品になる前に解決すべきいくつかのねじれがまだ残っている。 エンジニアや科学者がこのバッテリー技術の残りの弱点の解決策に取り組んでいることは言うまでもありません。

世界中の研究者や企業がナトリウムイオン電池の性能と商業化可能性の向上に取り組んでいます。 重点的に取り組んでいる分野としては、ナトリウムイオン電池のエネルギー密度と電圧の向上、寿命の延長、充放電速度の向上などが挙げられます。

これらの取り組みが成功すれば、将来的にはナトリウムイオン電池がリチウムイオン電池の有力な代替品となる可能性がある。 これらは、ポータブル電子機器、電気自動車、定置型エネルギー貯蔵システムなど、さまざまな用途に使用できる可能性があります。

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2022 年、米国エネルギー省の研究者は、ナトリウム イオン電池の耐久性の向上において大きな進歩を遂げました。 バッテリーの化学的性質の一部を変更することにより、プロトタイプのコインサイズのバッテリーは、90% 以上の容量を維持しながら 300 サイクルを超えて持続しました。 しかし、このような化学への新たなアプローチがなくても、ナトリウムイオン電池はいずれにせよ量産されようとしているようです。

2022年12月、中国国有の中国三峡集団公司と提携したHiNaという会社がナトリウムイオン電池の量産を開始したと報じられた。 第 1 世代の HiNa 電池のエネルギー密度は 125Wh/kg で、これはリチウムイオン電池の約半分です。 ただし、これらのバッテリーの充電サイクル数は約 4500 回であり、これは一般的なリチウムイオン バッテリーよりも大幅に長くなります。