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▼酸素で蓄電 究極の蓄電池“リチウム空気電池”の全貌に迫る▼
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2026年8月8日(土)、15日(土)に放送した「酸素で蓄電!リチウム空気電池」では、大気中の酸素を使い、充電・放電を行うリチウム空気電池を開発し新たな産業を生み出そうとする、物質・材料研究機構(NIMS)の松田翔一チームリーダーに話を聞いた。配信オリジナルのロングバージョンでは、研究を進めるうえで必要な柔軟性や電池産業をリードしてきた日本の優位性などを作家・相場英雄がさらに深掘りする。
開拓者:物質・材料研究機構(NIMS) 松田翔一チームリーダー
#リチウムイオン電池 #NIMS #リチウム空気電池 #AI #相場英雄 #ブレイクスルー #テレビ東京 #テレ東BIZ
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リチウム空気電池は、放電時に概念的には
2Li + O₂ → Li₂O₂
のような反応を利用します。
酸素を外部から取り込めるため、通常のリチウムイオン電池のように正極活物質をすべて内部に持つ必要がなく、理論上は非常に高い比エネルギーを狙えます。
一方で、空気中の水分やCO₂の混入、酸素電極の劣化、副反応、充電時の過電圧、電解液の分解、リチウム金属負極の安全性、充放電寿命など、多くの課題があります。
そこで、Li–O₂以外の高エネルギー密度候補として注目されているのがリチウム硫黄電池 Li–S です。
代表反応は
16Li + S₈ ⇄ 8Li₂S
です。
硫黄は資源が豊富で比較的安価、軽量で、正極の理論容量も約1675 mAh/gと非常に大きいという強みがあります。
Li–O₂と異なり、外部から酸素を取り込む必要もありません。
ただしLi–Sにも、ポリスルフィドシャトル、リチウム金属負極、充放電による体積変化、寿命などの課題があります。
次世代電池候補を整理すると、
Li–S
強み:軽量・高容量・硫黄が豊富
課題:寿命・シャトル反応
Li-metal全固体
強み:高エネルギー密度を狙える
課題:界面・デンドライト・製造
Na-ion
強み:安価・資源豊富
課題:エネルギー密度
Mg-ion
強み:Mgが豊富・金属負極候補
課題:Mg²⁺が動きにくい
Ca-ion
強み:資源豊富・高電圧候補
課題:電解質・電極材料
Al-ion
強み:Alが豊富・3価
課題:可逆反応・材料設計
Li–O₂
強み:理論上非常に高い比エネルギー
課題:可逆性・副反応・酸素管理