岡山大学が提案したアルミニウムイオン電池の新たな設計指針とは

岡山大学が新しい炭素材料設計で革新をもたらす

環境問題やエネルギー需要が高まる中、次世代のバッテリー技術として注目を集めているのが、アルミニウムイオン電池（AIB）です。これを実現するために、国立大学法人岡山大学と星和電機株式会社が共同で取り組んでいる研究が、新たな設計指針を示しました。

アルミニウムイオン電池の利点と課題

リチウムイオン電池（LIB）は、依然として広く普及していますが、その主要材料であるリチウムは限られた資源であり、環境への影響も懸念されています。一方、アルミニウムは地殻中に豊富に存在し、リサイクル率も高く、環境への負荷を抑えることができます。しかし、AIBの大きな課題は、放電容量がLIBに比べて低い点です。このため、研究者たちは、AIBの高容量化を目指して新たな炭素材料の研究を進めています。

提案された新しい炭素材料の設計指針

岡山大学の研究チームは、AIBの正極に使用する多孔質炭素に着目。炭素の物性や細孔特性の最適化がAIBの性能向上に直結することを示しました。具体的には、炭素材料の細孔サイズを調整することで、電極の理論体積容量を最大限に引き出すことができるというのです。このような視点からの新たなアプローチは、これまでの研究ではあまり考慮されてこなかった部分であり、大きな画期となり得ます。

実用化に向けた展望

今後、アルミニウムイオン電池の実用化が進むことで、脱炭素社会の実現やエネルギー格差の解消に寄与することが期待されています。災害時や計画停電などの影響を受けやすい公共インフラや産業エリアでの使用が想定されており、この研究成果は、持続可能なエネルギー社会への重要な一歩と言えるでしょう。

研究成果の発表

本研究の成果は、2025年2月12日にRoyal Society of Chemistry社の学術誌「Journal of Materials Chemistry A」に掲載が予定されています。タイトルは「Enhanced capacity of aluminum-ion batteries by adjusting the average pore size of the porous carbon cathode」であり、研究の詳細が発表されることにより、さらなる関心が寄せられることでしょう。