2023-08-21 オーストラリア連邦・エディスコーワン大学(ECU)
- ECU が、新材料を利用した亜鉛-空気電池 (Zinc-air batteries: ZEBs)を開発。
- リチウムイオン電池の代替として期待される ZEBs は、コストや環境への負荷が低い一方で高い理論エネルギー密度と安全性を提供する。次世代の長距離 EV や電動航空機の新興に伴い、リチウムイオン電池の性能を超える、より安全でコスト効果的な高性能電池システムへの需要が高まっている。
- 亜鉛負極と空気極 (正極)より構成される ZEBs の主要な障壁は、空気極の性能の悪さと短い寿命により出力が限られる点。本研究では、炭素、鉄やコバルトをベースとした鉱物等の新しい材料を組み合わせた、ZEBs の再設計に成功した。
- 新設計では、効率性の大幅な向上により電池の内部抵抗を抑制し、理論電圧に近い電圧を達成することで、高いピーク出力密度と超長期の安定性を確保。
- このブレイクスルーは、エネルギー貯蔵産業に革新をもたらすことに加え、持続可能な社会の構築に多大に貢献し、化石燃料への依存を低減して環境への影響を軽減するもの。
- オーストラリアに豊富に賦存する天然資源の亜鉛と空気を利用することで、費用対効果と革新的な次世代 ZEBs の実現可能性が高まる。新設計の ZEBs は、国連の持続可能な開発目標およびパリ協定の目標のオーストラリアによる達成を可能にする。
- 本研究には、オーストラリア研究評議会(ARC）Discovery Projects が資金を提供した。
- URL: https://www.ecu.edu.au/newsroom/articles/research/move-over-lithium-ion-zinc-air-batteries-a-cheaper-and-safer-alternative
＜NEDO海外技術情報より＞
関連情報
EcoMat 掲載論文(フルテキスト）
CoNiFe-layered double hydroxide decorated Co-N-C network as a robust bi-functional oxygen
electrocatalyst for zinc-air batteries
URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/eom2.12394
Abstract
Rechargeable zinc-air batteries (ZABs) are cost-effective energy storage devices and display high-energy density. To realize high round-trip energy efficiency, it is critical to develop durable bi-functional air electrodes, presenting high catalytic activity towards oxygen evolution/reduction reactions together. Herein, we report a nanocomposite based on ternary CoNiFe-layered double hydroxides (LDH) and cobalt coordinated and N-doped porous carbon (Co-N-C) network, obtained by the in-situ growth of LDH over the surface of ZIF-67-derived 3D porous network. Co-N-C network contributes to the oxygen reduction reaction activity, while CoNiFe-LDH imparts to the oxygen evolution reaction activity. The rich active sites and enhanced electronic and mass transport properties stemmed from their unique architecture, culminated into outstanding bi-functional catalytic activity towards oxygen evolution/reduction in alkaline media. In ZABs, it displays a high peak power density of 228 mW cm−2 and a low voltage gap of 0.77 V over an ultra-long lifespan of 950 h.
