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［かがくアゴラ］夢の蓄電池 ３候補見えた
電池の中の反応を原子や分子のレベルで解明したい
充放電が可能なリチウムイオン電池は、スマートフォン（スマホ）や電気自動車などに欠かせない重要な電源だ。その性能が限界に近づいているため、産学官連携で新しい蓄電池を開発する事業が始まった。電池研究の第一人者、小久見善八・京都大学特任教授は「実用化できそうな有力候補が見えてきた」と、手応えを感じている。
――有望な候補とはどんな電池ですか。
当面目標とする電池は自動車に搭載して１回の充電で現在のガソリン車並みの500キロメートルを走行できる性能だ。そのためには重量当たりのエネルギー密度を高める必要がある。いまのリチウムイオン電池は１キログラム当たり約100ワット時で、走行距離にすると長くても200キロにとどまる。エネルギー密度を同500ワット時にしたいと考えている。
リチウムイオン電池の性能は同250〜350ワット時が限界だ。どうしても新しい電池を開発しなければいけない。私がリーダーを務め企業13社と大学、公的研究機関が協力して革新的な蓄電池を開発するプロジェクトに2009年度から７年間取り組んだ。いくつかの候補の中からまず３種類の電池が同300ワット時という性能を達成できた。「亜鉛空気電池」「硫化物電池」そして「ナノ界面制御電池」だ。
――実現の見通しは。
電池の中で起きている反応は、原子・分子のレベルで見ると分かっていないことばかりだ。プロジェクトではエックス線や中性子線を使う最新の分析技術を駆使して反応の仕組みを理解できるようにした。これらのデータを生かして30年ごろにはエネルギー密度500ワット時にたどり着きたい。
蓄電池のエネルギー密度を高めると、逆に充放電を繰り返す性能が落ちてしまう。新しい３種類の蓄電池に共通する課題だ。正極と負極の材料、電極の間を行き来するイオンをうまく組み合わせ、反応を上手に制御できるようにしなければいけない。16年度から京大の松原英一郎教授をリーダーとする次のプロジェクトが始まったので、実用化のメドをつけられると期待している。
――よい電池を開発しても事業で海外勢に負ける心配はありませんか。
一番心配な点だ。リチウムイオン電池はソニーが91年に初めて商品化し25年がたつ。日本の研究者、企業が貢献した。しかし市場で日本のシェアは下がり続けている。高い品質が求められる自動車用では６割を保っているが、家電用では３割を切った。制御ソフトウエアと一体化した電源システムとして商品化するなど簡単にまねされない方法を考える必要がある。
（編集委員 永田好生）
［日経新聞８月２８日朝刊Ｐ．２３］
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