「即時再充電可能」なバッテリー技術が誕生、電気自動車の未来を大きく変える可能性

By Jakob Härter

パデュー大学の研究者が、ガソリンスタンドで自動車にガソリンを補充するように、迅速かつ簡単なプロセスで電気自動車やハイブリッド車のバッテリーを安全かつ手頃な価格で瞬時に充電可能にする技術を発明しました。この発明は、従来の電気自動車のバッテリーを充電するのに必要な充電時間を大幅に短縮し、街中に充電ステーションを設置する必要性を劇的に減らすことにもつながり、電気自動車やハイブリッド車の普及を手助けすることにつながると見られています。

'Instantly rechargeable' battery could change the future of electric and hybrid automobiles - Purdue University
https://www.purdue.edu/newsroom/releases/2017/Q2/instantly-rechargeable-battery-could-change-the-future-of-electric-and-hybrid-automobiles.html

IFBattery - YouTube

オランダ・ロッテルダムで開催された国際多孔質体学会による第9回目の国際会議の中で、パデュー大学の大気・惑星科学および数学の教授であるジョン・クシュマン氏が、「多孔性媒体における非混和性流体の酸化還元反応 - 無隔膜電池応用」という研究結果を発表しました。

その後、クシュマン氏は学会で発表した研究結果を基にしたバッテリーの開発・商品化を目指す「IF-battery」という企業を共同設立しています。IF-batteryが開発するバッテリーは「即時再充電可能」なバッテリーで、これまで充電に長時間かかっていた電気自動車やハイブリッド車にとって大きな変革をもたらす可能性がある、とパデュー大学は述べています。

バッテリーだけでなく自動車業界にも大きな変革をもたらしそうなIF-batteryのクシュマン氏は、「電気自動車とハイブリッド車の販売台数は世界的に増加しており、テスラのような企業の人気は信じられないほどです。しかし、電気自動車やハイブリッド車は、いまだに業界全体や消費者に対して厳しい戦いを強いられています」「業界にとっての最大の課題は、バッテリーの充電時間と実際に車両を充電するために必要なインフラを整備拡張しなければいけないという点です。ドライバーにとっての最大のハードルも、車両を完全に充電しておく時間を確保しておかなければいけないという点です」と語っています。既存のバッテリー技術では、電気自動車の普及には専用の充電ステーションの拡充が必須ですが、それには大規模な必要となります。また、充電の際に生じる待ち時間も問題で、ガソリンのようにわずか数分で燃料を満タンにするといったことは不可能でした。しかし、IF-batteryならばそれらの問題を一気に解決できるというわけです。

即時再充電可能なIF-batteryの開発するバッテリーについて、クシュマン氏は「IF-batteryは、運転手が電気自動車やハイブリッド車に流体電解質を補充することで、ガソリンタンクに燃料補給するのと同じように、使用済みのバッテリー液を再活性化できるエネルギー貯蔵システムを開発中です」と語っています。

なお、流体電解質には水とエタノールまたはメタノール溶液が使用され、使用されたものは回収後、太陽光発電や風力発電などで再充電されてから何度も再利用されることとなります。

この技術は地下配管システム・鉄道・トラック輸送システム・ガソリンスタンド・製油所など、既存の設備にも対応しているということで、実用化の際にインフラ整備に多額の費用がかかるということもないそうです。

パデュー大学で物理学の博士課程を専攻し、IF-batteryの第3共同設立者となったMike Mueterthies氏は「IF-batteryの他にも流体バッテリーシステムは存在しますが、我々のバッテリーは『コスト削減』と『バッテリー寿命の延長』を実現した初の流体バッテリーだ」とコメントしています。

燃料電池では発電膜の「セル」が重要な役割を担いますが、IF-batteryのバッテリーはこの膜を必要としない「膜フリーバッテリー」となっています。膜フリーバッテリーである利点については、クシュマン氏が「膜ファウリングは再充電の回数を制限し、多くのバッテリー火災の原因にもなっています。IF-batteryのバッテリーは家庭で保管するのに十分に安全であり、生産と流通の主要な要件を満たすのに十分なほど安定しており、費用効果も高い」と語っています。