研究者たちが持続可能なエネルギー貯蔵の次の時代を模索する中、バッテリー技術は急速に進歩しています。理想的なバッテリーは、長寿命、優れたエネルギー容量、合理化された製造プロセスを備えている必要があります。これを念頭に置き、再生可能エネルギーに革命をもたらすナトリウムイオンバッテリーの開発が進められています。これらのバッテリーの原料は、塩と林業からのバイオマスです。
の研究者 チャーマーズ大学 ナトリウムイオン電池を研究することにした。 リチウムの代わりにナトリウム最新の研究では、これらの電池の包括的なライフサイクル評価を実施しました。この研究では、原材料の抽出から製造の最終段階まで、電池の全体的な環境および資源への影響を分析することに焦点を当てました。彼らは、ナトリウムイオン電池がリチウムイオン電池と同じ気候影響を与えることを発見しました。 原材料不足のリスクなしに。
リカード・アルヴィッドソンチャルマース大学の環境システム分析准教授はこう語る。 「私たちは、鉱物資源の枯渇への影響という点ではナトリウムイオン電池の方がリチウムイオン電池よりはるかに優れており、気候への影響という点では同等であるという結論に達しました。どのシナリオを見るかによって異なりますが、最終的には60％からXNUMX％強になります。 理論上の電力貯蔵容量は100キロワット時あたりXNUMXキログラムの二酸化炭素相当で、このタイプのナトリウムイオン電池についてこれまで報告されたものよりも低い。これは明らかに有望な技術だ。」
さらに、研究者らは、 気候への影響をさらに最小限に抑えるこれには、より環境に優しい電解質の開発も含まれており、これがバッテリーの全体的な影響に大きく貢献することが判明しました。
研究について
この研究では、環境と資源への影響を分析します。 2種類のナトリウムイオン電池セル原材料の抽出からセルの製造まで、バッテリーのライフサイクル全体を考慮します。この研究では、セル レベルで 1 kWh の理論的な電力貯蔵容量の機能単位に焦点を当てています。どちらのタイプのバッテリー セルも、主にすぐに入手できる原材料に依存しています。
陽極は 耐久性のあるカーボン バイオベースのリグニンまたは化石資源から得られる。カソードは スペシャルブレンド プルシアンホワイトと呼ばれる電解質は、ナトリウム、鉄、炭素、窒素で構成されています。 ナトリウム塩将来の大量生産向けに特別に設計されたものです。2 つの異なる電力ミックスと、リソースと排出量の 2 つの異なるタイプの割り当て方法が検討されました。
- 環境と資源への影響が質量に基づいて共同生産物間で分配されるもの
- 別の方法では、ナトリウムイオン電池とその部品および材料を含む主要製品にすべての影響を割り当てます。
参照してください: 海岸から倉庫へ: 短期および長期の定置型エネルギー貯蔵用ナトリウム海水電池
ナトリウムイオン電池の必要性
リカード・アーヴィッドソン教授はこう語った。 「将来のバッテリーに使用する材料は、再生可能エネルギーや化石燃料を使用しない車両群への移行を可能にするために重要になります。」
による 欧州委員会による重要原材料法今後、電池原料に不可欠な材料の需要は飛躍的に増加すると予想されます。これは、欧州諸国が急速に電気自動車や再生可能エネルギーシステムに移行していることが予想されるためです。
グリーン移行の需要を満たす再生可能エネルギーに革命を起こす可能性のあるナトリウムイオン電池には、電池の現地生産の増加が必要になります。また、他の革新的な化石燃料を使わない技術や原材料の安定供給に対する需要も高まります。しかし、原材料の供給源が限られているため、この生産には供給途絶の大きなリスクが伴います。
「リチウムイオン電池は世界で主流の技術になりつつあり、特に輸送に関しては化石燃料ベースの技術よりも気候に優しいです。しかし、リチウムがボトルネックになっています。リチウムベースの電池は電気自動車と同じペースで生産できず、長期的には鉱床が枯渇する恐れがあります。さらに、リチウムやコバルトなどの重要な電池部品の採掘は、主に世界の限られた場所に集中しています。この集中は、全体的な供給に大きな脅威をもたらします。」 リカード教授はこう付け加えた。
