【電池】ナトリウムイオン電池の新正極材を開発　鉄とマンガンからなるレアメタルフリーの新規電極材料／東京理科大・ＧＳユアサ

＜レアメタルフリー構成のナトリウムイオン蓄電池の実現につながる研究成果（プレスリリース）＞
公開日2012年04月30日

BL02B2（粉末結晶構造解析）
資源が豊富な元素である鉄とマンガンからなるレアメタルフリーの新規電極材料の開発に成功
ナトリウムイオンを用いた次世代のエネルギー貯蔵技術確立への可能性を示す

2012年4月30日　　　東京理科大学 科学技術交流センター（承認TLO）

東東京理科大学・総合研究機構 藪内 直明 （やぶうち なおあき）講師、同・理学部第一部応用化学科 駒場 慎一
（こまば しんいち） 准教授らの研究グループは、ナトリウムイオン電池用電極材料としてレアメタルを必要としない
新規鉄系層状酸化物の合成に成功し、その研究成果に関して英国科学雑誌『Nature Materials』(http://www.nature.com/nmat/）に
おいて発表されます。

これまで駒場准教授らの研究グループは、現在高性能電池に広く用いられているリチウムの代わりとして、
資源が豊富なナトリウムを電気エネルギー貯蔵に利用するという基礎研究を2005年から進めており、
これまでに炭素材料と層状酸化物を用いることにより、リチウムを全く用いずに常温で作動する新しいエネルギー
デバイス「ナトリウムイオン電池」の立証に成功しています。その成果に関しては2011年8月に独国科学雑誌
『Advanced Energy Materials』に掲載され、ナトリウムイオン電池は将来的にはスマートグリッド用の定置用大型電池や
電気自動車の電源として応用が可能な技術として世界中から大きな注目を集めました。
　
今回の研究成果は、東京理科大学・総合研究機構 藪内 直明 講師、同・理学部第一部応用化学科 駒場 慎一 准教授、
理学部第二部化学科 山田 康洋 教授らと株式会社GSユアサ（本社：京都市南区、代表取締役社長 依田　誠）が共同で、
新規鉄系層状酸化物の合成に成功し、鉄、マンガン、ナトリウムという資源が豊富な元素を組み合わせることで
レアメタルフリー構成を実現し、さらに、これまでの材料と比較して電池のエネルギー密度を向上させることが
可能であることを見出しました。これらの研究成果はリチウムやコバルト、ニッケルといったレアメタルを一切必要としない、
高エネルギー密度の蓄電デバイスの可能性について世界に先駆けて示すものです。
研究成果の詳細につきましては、添付の参考資料をご参照ください。
　
また本研究の一部は、総合科学技術会議により制度設計された最先端・次世代研究開発支援プログラム※１
（研究代表者：駒場慎一）により、日本学術振興会を通して助成されたものです。
また、実験の一部は大型放射光施設SPring-8 (ビームライン: BL02B2) 、大学共同利用機関法人 高エネルギー
加速器研究機構 物質構造科学研究所のフォトンファクトリー (ビームライン: BL-7C) の設備を用いて行いました。

（※引用ここまで。全文は引用元をご覧ください）
────────
▽記事引用元　SPring8 大型放射光施設
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2012/120430

▽関連記事
日刊工業新聞
東京理科大とＧＳユアサ、ナトリウムイオン電池の新正極材を開発
http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0320120430eaak.html
日本経済新聞
東京理科大とGSユアサ、蓄電池用の新電極材料を開発
http://www.nikkei.com/tech/news/article/g=96958A9C93819595E0EAE2E3968DE0EBE2E6E0E2E3E086989FE2E2E2

▽関連
Nature Materials
P2-type Nax[Fe1/2Mn1/2]O2 made from earth-abundant elements for rechargeable Na batteries
http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/abs/nmat3309.html

※ご依頼いただきました。

やさしく。３行くらいで

俺たちのガンマン↓

チョッパリ〜話しあるニダw

さすが島津源三の作った会社だけはあるな。

レアなだけのメタルって悲惨だな

＞電池のエネルギー密度を向上させることが可能である

単純に電池の容量上がるってこと？

これは法律が認可しないなｗ
大切な外国様に嫌われるからｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ
そして技術提供で日本死亡ｗｗｗｗｗｗｗｗうめぇｗｗｗｗｗｗｗ

塩水を染み込ませたティッシュを
10円玉と1円玉で挟むと電池になるってやつだな

外国に足元を見られなくて済むな。
中の人、超ガンガレ！
＼(^o^)／

地球環境にやさしく中国には厳しくｗ

民主党が同胞である中国・韓国にこの技術を無償提供するためアップを始めました

基礎研究を疎かにする国は潰れれば良い
どことは言わない

中国涙目

リチウムで思い出した

ボリビアは、世界最大のリチウム保有国

韓国がボリビアとリチウム開発合意「リチウム電池でも日本を抜き去るか」（2010年のニュース）
（帝国主義の前歴がある国は、開発権を与える候補から除外している、
と伝えた韓国のメディアも見られた）

支那チョンが
意地悪すれば、するほどに、
新たな技術、生み出す大和

大和魂、ここにありけん。

>>16
気持ち悪いなお前
真面目に勉強して難関をかいくぐり、研究者になってさらなる努力を重ねて
そうやって人生を捧げてきてこういった研究が実ってきている
お前とは全く関係の無いところでな
それをさも自分の成果であるかのような物言いは何だ？

>>17
卒爾ながら、見ず知らずの貴殿にその様な事を言われる筋合いはない。
自分の成果と思ってもいない。単に嬉しかったので下手くそな歌がこぼれた
だけだ。

まあ、確かに花鳥風月を歌えば美しいが、
汚物を歌にいれると気分が悪くなり、言わんでも良い事を言いたくなるわな。
これは、失礼した。今後汚物を入れる歌は読まない。

ほーマンガンねー
あそこですね
わかりました

実用化してから記事にして下さい。

シナざまぁｗｗｗｗｗｗ

ゼブラ向け？

家庭用の電力を貯める効率の良い電池を開発して欲しい。

>>21
こういう記事が出ることは無駄じゃないぞ
あたらしい投資や研究者を呼び込み
技術が発展するんだよ
もちろんそれは実用化を保証するものではないがね

これって使う温度書いてないよね？
レアメタル使わなくても使うときの温度が高いなら
用途がかなり限られると思うよ。

常温、って書いてあるように見えて書いてないなあ

>>7
これまでのナトリウムイオン電池に比べて、ってことだと思うよ

従来のナトリウム電池であれば、
>日本ガイシが商用化しているNAS（ナトリウム硫黄）電池やスイスMES-DEA社
>のNa-Ni塩化物2次電池は300℃まで温度を上げる必要がある。
とういことだった。

去年発表された住友電工がイオン液体を用いたＮａイオン２次電池は
57〜190℃の温度範囲での動作となっている。（加熱必須）
これだと車用だと予熱が必要だな。

>>15
そうだ。経団連と財務省・経済産業省はバカだから

またしても韓国に出し抜かれた。

バカ経団連が欲だして、金がないボリビアの足元見て買い叩こうしてるうちに

韓国が（もし真実なら）かなり画期的なコストダウン技術をボリビアに提案して
かっさらわれた

リチウムは、電池だけじゃなく、核融合の燃料でもあるのに
かつての通産省にくらべて、経済産業省の劣化ぶりは目を覆うばかりの酷さだ

http://news.mynavi.jp/photo/news/2012/05/01/050/images/013l.jpg
電池の特徴で分かりやすいのはこれだな

日本人って何で窮地に立たされるまで手をこまねいているんだろう?
本気出す事はカッコ悪いとでも思ってるのか?

>>26
用途によるだろう

揚水発電所の代替とか、船舶用なら
ＮＡＳ電池にサイクル寿命で勝たねばならない。
加熱とかは如何にでもなる
コスト＝価格＆寿命＆エネルギー密度　特に寿命だな

ところが・・常温かもしれないが、サイクル寿命が低そうだし、エネルギー密度がわからん
相対的安全性がＮＡＳよりマシ程度。

-----------------
自動車用としては、
リチウムイオンに　安全性で互角、エネルギー密度で勝たねばならん

ナトリウムだと安全性がネックじゃないの？
いままでナトリウムが使われなかったのは、
リチウムがナトリウムよりはおとなしい金属だったからなのも大きいし
--------
そもそも、どの用途をターゲットにしているのかあやふやな開発だな

客層ターゲットがぼんやりした店作りみたいに見えるが
技術のエロイ人　この技術の取り得を教えてくれ

>>32
常温て書いてあったのに読んでなかった。
なので用途関係なし。

>>30
ほほうこりゃかなり高容量だな、いいじゃん
しかも常温、問題ねーな。
まあ一番の問題は政府なんだが

中国もボリビアからも足元みられなくて済むな

韓国はまあボリビアに金をすいとられてくれ、ごくろうさんｗ

理科大でネイチャー・マテリアルズはすごいね。

二次電池に大小あっても必ずあるメモリー効果が酷ければ非常に使いにくいかも
しれない。
リチウムイオン電池はこのメモリー効果がほぼ表に表れ難いので途中充電が可能
であるがメモリー効果が大きい二次電池はかならず放電してから充電するという
使い方になる。

・現状程度の容量のLiBはコイツで置換え
・より高エネルギー密度は次世代リチウム電池で

って感じ？

ユアサじゃダメだな
せこい商売しかしねえから

これは凄い
凄すぎる

>>38
電池のニュースはよく見るけど
リチウムで更に大容量ってのは聞いたこと無いな
多分根本的にリチウム使わないんじゃないかね

モーターのレアメタルの方は、構造的に改良してモーターの出力上げてるみたいだから
磁力で上げてる感じじゃないからレアメタル使えば更に強力って感じだけど

今日のシナチョンが湧き出してくるスレはここですか？

>>41
聞いたこと無いならせめてググれ。
お前が知らないだけだ。

鉄系の層状酸化物　アルファ型のナトリウム含有鉄酸化物(NaFeO2)　鉄を50%ほどマンガンで置換することによりこれまでの層状構造とは異なるP2型として分類可能な層状材料

この辺がわけわかめ。

http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2012/120430_fig/fig2.png
>>44
この図で右側の遷移金属のフェーズを交互に逆配置することで無駄となっていた
ＡＢＣのＣ部分だけ効率アップしたってことだろう。
緑、黄がナトリウムイオン、赤が酸素、

http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2012/120430_fig/fig1.png
こっちの図だと青い部分が正極で積層の図が見えやすい。
多分高密度にすると積層の上下構造の関係が単一原子のイオンの受け渡しで
無視できない領域（高密度）に達しているってことだと思われ。

http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/extref/nmat3309-s1.pdf
>Figure S1
この図を見ると通常の層状酸化物はP3タイプと呼んでいるようだ。

この[>46]pdfのpage6のグラフは充放電カーブ（２回充放電）なのだけど、
容量と電圧がコンデンサー的なグラフな特徴でバッテリーとしては
使いにくそうだ。

公証電圧は3.2Ｖぐらいという話なんだろうね。

何か新しい技術ができるとほぼ１００％ニュートンとかの外国の科学雑誌に掲載されるけど
そんなポイポイ技術公開していいのか？って思うんだが…
大事なところは秘密にしてる？

>>48
「ニュートンとかの外国の科学雑誌」（笑）

まあ、特許は抑えてるんじゃね。

日本の学会誌は論文投稿するに値するものが正直少ない。

俺も一応、アカデミア所属だけど、最近はプレスリリースするのはいいけど、
論文は出てないことが多い場合がする。そっちのほうが駄目だな。

理科大すげー

それに比べて早慶はゴミだな

>>49
まあ、それは突っ込んでやるなw
Natureといいたかったんだろうw

にしても、理科大でNature Materialsは凄いね。
俺も学生のレベルが、、っていいわけしてちゃいけないと反省。

ボリビアのリチウムはマグネシウムが多く含まれているので、
分離すると採算が合わなくなる。
また、鉄道はおろか、道路すらないので輸出するのは困難
と、最近何かで見た。

ナトリウムが燃えたら大災害だよ、、

燃えないようにリチウム電池並みのエネルギー密度で使えばいいんじゃないか。
研究開発費をペイできればそれ以降はリチウムより安くなるはず。

ナトリウムもリチウムも燃え始めたらどうにもならないというか、リチウムの方が激しくない？

関係無いけど、順番に並べてみると、ナスとかリスとかそんな感じの多いな。
HS、LIS、NAS、KS、RBS、CSS、FRS

>>56
ヒント真空では燃えない。
燃えた酸化物が酸素の進入を防ぐ場合は燃焼が続かない。
密閉して酸素が少ないなら酸素が消えた時点で燃焼は終わる。
また容器が著しく閉ざし外部の酸素が充分に与えらなければ反応は
ゆっくり進む

壊れたときのはなしでしょ

金属ナトリウム電池(NaS電池)が発火すると、根本的に消す方法が無い。

現場では砂をかけて火勢を抑えるけど、その砂を取り除けば再発火するわけで、
砂の中でゆっくりと燃やし尽くすという実にアブナイ処理方法になる。
故障後の現場復旧すら何年も掛りそうな厄介者。

Na-ion電池もまだ危険みたいだけど、より安全な材料を探して試行錯誤中。

【金属】住友電気工業、ナトリウムイオンの新型蓄電池開発に成功　価格10分の１ ［11/03/04］
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1299201530/
【蓄電】硫化物ガラスと樹脂で作った高分子・ガラス電池、リチウムを超えるのか？60〜80Wh/kg　7kW/kg　充電時間3〜10分−イーメックス
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1330577745/
【電池】ナトリウムイオン電池の新正極材を開発　鉄とマンガンからなるレアメタルフリーの新規電極材料／東京理科大・ＧＳユアサ
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1335832464/

【エネルギー】酸化しにくく大容量、触媒にグラフェンを使ったリチウム空気電池を開発 産総研
http://toki.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1303919056/
【化学】新型蓄電池「リチウム空気電池」開発--三重大学/エネルギー密度が従来型の3倍
http://gimpo.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1265944617/
【蓄電】呼吸するリチウム電池　1回充電で800km走行可能なIBMのリチウム空気電池開発プロジェクト「Battery 500」に旭化成らが参加
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1335880515/
【電池】山形大、次世代リチウムイオン電池を米沢で開発 [12/05/03]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1336178604/

【科学】燃料電池電解質の低価格の新材料　京大助教らが開発 [12/04/29]
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/bizplus/1335803677/

国の利益に影響が大きい大学には補助金あげても良いと思う

理科大は頑張ってるね

>>32
元々、リチウム自体もニッケル水素に対し活性が高いから、なかなか電池にならなかったわけで、しかし大容量化のために電池業界は開発をした。
もっと容量を求めるなら、もっと活性の高いナトリウムも手を出すしかないだろ。

>>63
ナトリウムよりリチウム使った方が容量大きいだろ。
ナトリウム使う意義は資源性。

マグネシウムのことも忘れないでください

>>64
そりは、電極の開発がまだ進んでないからって話もある。
ttp://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2012/120430
ま、リチウムも新しい高容量電極が見つかるかも知れんけど、既にかなり開発投資されてきてるし、ある程度出尽くし感はある。

ナトリウムイオン電池も低エネルギー密度だが概念上は既にできていて、
リチウムイオンを超える可能性を示したのが今回の発表じゃないか。

リチウムイオン電池も性能向上するだろうし、液晶VS有機ELのように
普及しちゃって後発はなかなか追い抜けないような状態になるかもしれない。

容量密度の理論上限が
Liイオン>Naイオン
であるのは既知です

東大でないから、実用化されるな

>>68
そのＬｉイオンて理論値まで至っていないよな？
構造もあるわけで単純には理論値にはならんよ。

>>9
ゲームセンターあらし乙

>>71
Naで可能だけどLiで不可能なことって何？

Liの系統は、重い元素ほど水と爆発的に反応するんじゃなかったっけ？
すなわち活性が高いってことでしょ。
出力では重い元素のほうが有利そう。
ttp://www.nicovideo.jp/watch/sm74721

一原子で電子一個分の容量原則なんで
重い原子ほど重量当たり容量小さく
なりますがいいですか？

>>74
イオン化傾向っての調べてみ
>>75
重量当たりだとCa2+のような二価の場合は倍で計算できるの?

そもそも純リチウムでも純ナトリウムでもないんだから
原子の重量当たりで計算するのはどうかと。

重量の問題だったら逆に据え置き型蓄電池で夏場のピークシフトとか考えた方がいいのかね。

>>76 >>77がいうように原子当たりの重量や電荷でだけでは単純化しすぎだが
次世代電池の一つとして研究されてる。
カルシウムイオン電池でぐぐれ。

>>75
宇宙用ならワットあたりの重量だけど、家庭用ならワットあたりのコストだろ。

>>79
車載用ならワットあたりの重量だな

理科大、最近凄いよな

さすが研究では私大NO.1

エヴァンゲリオンが何分動くかで説明して

>>75
だったら水素イオン電池が最強
と言ってみる

>>79 >>80 科学ニュース板なんだから
Whあたりの重量とか仕事量あたりとか
言ってほしかった。

>>83 それって実は水素燃料電池じゃね？

知ってる範囲で最強は亜鉛空気電池。
リチウムイオン電池250Wh/kg
アルミニウム空気電池8100Wh/kg
byWikipedia
ちなみに亜鉛空気電池の項目では
1379kWh/kgなどという桁違いの値が書かれてるが さすがに単位ミスだろ。

ミスった。最強は亜鉛空気電池かアルミニウム空気電池

>>86
空気電池は基本的に一次電池だからなぁ
やっぱ充電できなくちゃいけないと思うんだがどうよ
家で充電できないって不便だと思うんだが

>>85
ｗｗｗ

とりあえず、鉛バッテリやニッケル水素より大容量で高出力、かつリチウムよりも安ければニーズはあるでしょう。