ビタミンはいま期待のフロー電池にも有効だった!

ビタミンは人間の健康に不可欠な栄養素だが、ある種の電池にも効果があるらしい。ハーバード大学のウェブサイトで紹介されている。

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期待される蓄電技術

これからのサステイナブルな社会の実現に向けて、蓄電は非常に重要な技術だ。温室効果ガスの排出削減のためには自然エネルギーを活用した発電が重要な役割を果たすが、風力や太陽光など、自然エネルギーのなかには安定供給がむずかしいものが少なくない。そのばあい、発電量が多いときに電力を貯めておき、発電量が少ないときに供給できる蓄電の技術が重要になるからだ。

蓄電池もまだまだ技術革新が求められるが、期待されているシステムのひとつにフロー電池というものがある。2種類の電解液をタンクにためておき、その電解液を交換膜で仕切られたスタックにポンプで送り込むと、その交換膜を通して反応が起き、電気が発生するというものだ。下の動画でその簡単な仕組みを説明している。

 

フロー電池は大きな電力を貯めるのに大きなタンクが必要になるというデメリットがあるが、サイクル寿命が長く、安全性も高いというメリットがある。今回ハーバード大学の研究チームが発表したのは、そのフロー電池の性能を上げる技術だ。

2014年、ハーバード大学の研究チームは、従来フロー電池の電解質に使われていた金属イオンに替えて、キノン類を使った。2015年にはアルカリ溶液に使うことができるキノン類を開発した。フェロシアン化合物と呼ばれる食品添加物でもあるキノン類は、植物や動物においてエネルギーをたくわえる働きをする物質だ。

この電池は、不燃性で無毒で腐食もせず、低コストな化学物質を使うので、大規模ながら安価な蓄電ができるという意味で画期的なものだという。

 

ビタミンB2の役割

しかし、ハーバードの研究チームは、キノン類にとどまらずほかの有機分子についても研究を続けた。そして最新の研究ではビタミンB2にヒントを得たという。ビタミンB2もまた、食物からのエネルギーを身体に蓄える役割を果たす。ビタミンB2とキノンのちがいは窒素原子だ。これは電子のやりとりに影響する。

「ほんのちょっと工夫してやるだけで、ビタミンB2の分子はアルカリ・フロー電池の材料として非常に有望な分子に変わりました。この新しい分子は、安定性が高く、溶解度が高く、高い電圧を供給することができ、より多くの電力を蓄えることができます。また、ビタミンは非常に作るのが簡単なので、この分子もまた少ないコストで大規模に製造することができます」と研究チームのMichael J. Aziz教授は話す。

また、同チームのRoy Gordon教授は「私たちは、この分子を、バッテリーのニーズに合うように開発しましたが、エネルギーを蓄えるためのヒントを得たのは自然です。自然界でもまた、身体にエネルギーを蓄える際に、同様の分子が重要な役割を果たしているのです」という。

なお研究チームは、この新しい分子だけでなく、キノン類に関してもこれまでどおり研究を続けるという。

 

冒頭にも書いたが、自然エネルギーを活用した発電の普及には蓄電の技術革新も欠かせない。そのなかでフロー電池はひとつの重要なパートを担っていくことになるのかもしれない。

 

【参考・画像】

Harvard gazette

【動画】

Flow Battery – YouTube