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问题 (質問)
質問1:NASICON型固体電解質と金属ナトリウム負極の間で生じる高い界面接触抵抗と短絡(デンドライト成長)を抑制するために、開発部長が提案した界面制御手法は何ですか。 / 質問2:系統用定置型蓄電池(BESS)の普及において、可燃性や毒性ガス発生リスクのある硫化物系を退け、NASICON型酸化物系を最優先支援対象とすることで全員が一致した決定的な理由はどれですか。
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材料物性研究所長 (Nam 1): 材料物性研究所長 (Nam 1): 再生可能エネルギーの主力電源化に伴い、天候による出力変動を吸収するギガワット時級の系統用定置型蓄電池(BESS)の配備が急務となっています。現在主流のリチウムイオン電池は、コバルトやリチウムの地政学的偏在と価格高騰、そして熱暴走による発火事故リスクが最大の障壁です。そこで海水から無尽蔵に採取できるナトリウムを用い、かつ可燃性有機電解液を排除した『全固体ナトリウムイオン電池』が本命として浮上しています。電解質には硫化物系と酸化物のNASICON型がありますが、系統用としての適性をどう評価すべきでしょうか。
セル開発部長 (Nữ): セル開発部長 (Nữ): 現場のセル設計の立場から申し上げます。NASICON型酸化物は大気中で極めて安定で耐熱性に優れますが、焼結セラミックスであるため硬く、金属ナトリウム負極との間の『固体・固体界面』の接触面積が乏しく、高い界面抵抗が生じる点が積年の難問でした。しかし最近、原子層堆積(ALD)技術を用いて負極表面に極薄のナノ機能性合金層をあらかじめコーティングすることで、溶融ナトリウムに対するぬれ性を劇的に改善し、界面抵抗を従来の10分の1以下に低減させるブレークスルーに成功しました。これにより、急速充放電時のデンドライト短絡を完全に抑制でき、室温で1万サイクルを超える長寿命化に目処が立ちました。
インフラ投資ファンド代表 (Nam 2): インフラ投資ファンド代表 (Nam 2): 投資家の視点から言えば、系統用蓄電池で最も重視されるのは、自動車用のような体積エネルギー密度ではなく、ライフサイクル全体での均等化発電原価(LCOS)と本質的安全設計です。硫化物系はイオン伝導度こそ高いものの、大気中の湿気と反応して致死性の硫化水素ガスを発生させるリスクがあり、超大型ドライルームの維持費や防災設備費で採算が合いません。その点、NASICON型酸化物は不燃・無毒で、変電所の屋外にそのままコンテナ設置できます。原材料も安価なナトリウムと鉄・マンガン系正極で構成できるため、量産時のセルコストをリチウム電池の3分の1以下に圧縮できます。したがって、実証支援の全リソースをこのNASICON型酸化物系に集中投下すべきです。
材料物性研究所長 (Nam 1): 材料物性研究所長 (Nam 1): ご提案に完全に同意します。ALD界面修飾技術を組み込んだNASICON酸化物系全固体ナトリウム電池の大規模モジュール試作ラインを、国家プロジェクトとして来年度予算で立ち上げましょう。
セル開発部長 (Nữ): セル開発部長 (Nữ): 現場のセル設計の立場から申し上げます。NASICON型酸化物は大気中で極めて安定で耐熱性に優れますが、焼結セラミックスであるため硬く、金属ナトリウム負極との間の『固体・固体界面』の接触面積が乏しく、高い界面抵抗が生じる点が積年の難問でした。しかし最近、原子層堆積(ALD)技術を用いて負極表面に極薄のナノ機能性合金層をあらかじめコーティングすることで、溶融ナトリウムに対するぬれ性を劇的に改善し、界面抵抗を従来の10分の1以下に低減させるブレークスルーに成功しました。これにより、急速充放電時のデンドライト短絡を完全に抑制でき、室温で1万サイクルを超える長寿命化に目処が立ちました。
インフラ投資ファンド代表 (Nam 2): インフラ投資ファンド代表 (Nam 2): 投資家の視点から言えば、系統用蓄電池で最も重視されるのは、自動車用のような体積エネルギー密度ではなく、ライフサイクル全体での均等化発電原価(LCOS)と本質的安全設計です。硫化物系はイオン伝導度こそ高いものの、大気中の湿気と反応して致死性の硫化水素ガスを発生させるリスクがあり、超大型ドライルームの維持費や防災設備費で採算が合いません。その点、NASICON型酸化物は不燃・無毒で、変電所の屋外にそのままコンテナ設置できます。原材料も安価なナトリウムと鉄・マンガン系正極で構成できるため、量産時のセルコストをリチウム電池の3分の1以下に圧縮できます。したがって、実証支援の全リソースをこのNASICON型酸化物系に集中投下すべきです。
材料物性研究所長 (Nam 1): 材料物性研究所長 (Nam 1): ご提案に完全に同意します。ALD界面修飾技術を組み込んだNASICON酸化物系全固体ナトリウム電池の大規模モジュール試作ラインを、国家プロジェクトとして来年度予算で立ち上げましょう。
材料物性研究所長 (Nam 1)
材料物性研究所長 (Nam 1): 再生可能エネルギーの主力電源化に伴い、天候による出力変動を吸収するギガワット時級の系統用定置型蓄電池(BESS)の配備が急務となっています。現在主流のリチウムイオン電池は、コバルトやリチウムの地政学的偏在と価格高騰、そして熱暴走による発火事故リスクが最大の障壁です。そこで海水から無尽蔵に採取できるナトリウムを用い、かつ可燃性有機電解液を排除した『全固体ナトリウムイオン電池』が本命として浮上しています。電解質には硫化物系と酸化物のNASICON型がありますが、系統用としての適性をどう評価すべきでしょうか。
セル開発部長 (Nữ)
セル開発部長 (Nữ): 現場のセル設計の立場から申し上げます。NASICON型酸化物は大気中で極めて安定で耐熱性に優れますが、焼結セラミックスであるため硬く、金属ナトリウム負極との間の『固体・固体界面』の接触面積が乏しく、高い界面抵抗が生じる点が積年の難問でした。しかし最近、原子層堆積(ALD)技術を用いて負極表面に極薄のナノ機能性合金層をあらかじめコーティングすることで、溶融ナトリウムに対するぬれ性を劇的に改善し、界面抵抗を従来の10分の1以下に低減させるブレークスルーに成功しました。これにより、急速充放電時のデンドライト短絡を完全に抑制でき、室温で1万サイクルを超える長寿命化に目処が立ちました。
インフラ投資ファンド代表 (Nam 2)
インフラ投資ファンド代表 (Nam 2): 投資家の視点から言えば、系統用蓄電池で最も重視されるのは、自動車用のような体積エネルギー密度ではなく、ライフサイクル全体での均等化発電原価(LCOS)と本質的安全設計です。硫化物系はイオン伝導度こそ高いものの、大気中の湿気と反応して致死性の硫化水素ガスを発生させるリスクがあり、超大型ドライルームの維持費や防災設備費で採算が合いません。その点、NASICON型酸化物は不燃・無毒で、変電所の屋外にそのままコンテナ設置できます。原材料も安価なナトリウムと鉄・マンガン系正極で構成できるため、量産時のセルコストをリチウム電池の3分の1以下に圧縮できます。したがって、実証支援の全リソースをこのNASICON型酸化物系に集中投下すべきです。
材料物性研究所長 (Nam 1)
材料物性研究所長 (Nam 1): ご提案に完全に同意します。ALD界面修飾技術を組み込んだNASICON酸化物系全固体ナトリウム電池の大規模モジュール試作ラインを、国家プロジェクトとして来年度予算で立ち上げましょう。
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