マグネシウム金属電池実現へ一歩―合金設計で蓄電容量20％上昇：物質・材料研究機構
(2020年9月30日発表)
（国）物質・材料研究機構は9月30日、資源量の点から低コスト化が容易とされるマグネシウム金属を用いた蓄電池の蓄電容量を約20％向上させることに成功したと発表した。マグネシウムに極微量の異種金属を添加した合金を負極材に使って実現した。地殻埋蔵量がリチウムの1,700倍も豊かなマグネシウムだが、加工しにくいなどの理由から電池の負極への応用研究はこれまでほとんどなかった。
風力や地熱、太陽光などの再生可能エネルギーや、発電所で生じる余剰電力を有効活用するには、これらのエネルギーを蓄えいつでも供給できる大容量の蓄電池が必要。現在主力のリチウムイオン電池はコバルトやリチウムなどの希少金属が使われており、大型化には膨大なコストがかかる。
同機構は、資源量が豊富で多くの電気エネルギーを蓄えられるマグネシウムを負極材に用いる電池に注目、電池特性を向上させるマグネシウム合金の探索を開始した。その結果、結晶方位を制御し、大きさが0.02mm程度の微小な結晶粒で構成されたマグネシウム金属に原子濃度0.3％という極微量の異種金属を添加することで、電気化学的な特性を大幅に向上させられることを突き止めた。
実験でカルシウムを添加した合金材を負極に用いて電池を試作したところ、純粋なマグネシウムを用いた電池と比べて蓄電容量が約20％向上した。マグネシウム金属の合金化と組織制御によって電池特性が改善した世界でも初の成果という。
同機構は「今後この成果をもとに、大容量マグネシウム金属電池の実現に向けて、金属組織構造の最適化に取り組んでいく」と話している。
