ノースボルト社とBYDはナトリウムイオンバッテリーを推進していますが、米国企業にとってはその必要はないでしょう。
リチウムからナトリウムへ
今日の電気自動車を駆動するバッテリーのほとんどは、ニッケルマンガン-コバルト（NMC）、ニッケルコバルト-アルミニウム（NCA）、リチウム鉄-リン酸塩（LFP）などの化学物質で、リチウムイオンバッテリーのサブカテゴリーから作られています。しかし、もしあなたがこの1週間バッテリーの開発に携わっていたなら、（2022年の最初の報告の後、再び）代替品が人気を集めていることをご存知かもしれません。それはリチウムイオンに代わるナトリウムイオンバッテリーです。
米国政府の国立医学図書館に掲載された研究では、ナトリウムイオンはバッテリー界の「新星」とされています。地球の裏側では、実用化にさらに近づいています。BYDは中国東部にナトリウムイオンバッテリー専用工場を建設中で、投資額は14億ドル、年産能力は30ギガワット時と報告されています。先月には、スウェーデンのノースボルト社が、LFPバッテリーに匹敵する1キログラムあたり160ワット時の充電密度を持つエネルギー貯蔵用ナトリウムイオンバッテリーを開発し、画期的な進歩を遂げたと主張しました。
これだけ注目され、有望視されているエネルギー貯蔵用ナトリウムイオンバッテリーは、果たして現実的な代替品になり得るのか、それとも、単なる技術革新に過ぎず、このまま消えてしまうのでしょうか？
リチウムより圧倒的に安価だが用途限定
Credit:Tesla
手始めに、ナトリウムは世界中に豊富に存在し、岩塩やかん水に含まれていると言われています。サイエンスダイレクト誌に掲載されたある研究では、ナトリウムイオンの前駆物質が特にここ米国に豊富にあると言及しています。また、バッテリーにおけるナトリウムイオンの役割はリチウムイオンバッテリーに似ており、充電と放電のサイクルの間に、電荷を運ぶナトリウムイオンが正極（プラス電極）から負極（マイナス電極）へ、またはその逆へと移動します。
ナトリウムイオンバッテリーは、熱暴走のリスクがないこと、さまざまな温度で作動できること、そして重要なのは、主要原料である水酸化ナトリウムの1トンあたりのコストが水酸化リチウムよりもはるかに安価なことです。ブルームバーグ・ニュー・エナジー財団の上級エネルギー貯蔵専門家エヴェリナ・ストイコウは、インタビューで次のように語ってくれました。
「リチウムイオンは、コロナのサプライチェーンの混乱とウクライナ戦争がニッケルに影響を与えた直後、リチウム価格が非常に高騰したときにニュースになりました。リチウムイオンバッテリーパックの価格は、数年間一貫して下がり続けていましたが、2022年に急に上昇しました。BNEFによると、リチウムイオンバッテリーの価格は現在、過去最低で、2027年には100ドル/kWhを下回ると予想されています。」
「ナトリウムイオンは一般的にLFPと競合します。どちらもニッケル系に比べてエネルギー密度が低いのです。その結果、ナトリウムイオンは、それほど高いエネルギーを必要としない用途に適しています。エネルギー密度が低いため、ナトリウムイオンバッテリーは、定置型蓄電池や航続距離の要求が短い小型電気自動車で大きな役割を果たす可能性があります。プレスリリースによると、BYDが計画しているのはまさにこのことで、ナトリウム工場で生産されるバッテリーは「マイクロカー」に搭載される予定です。」
この先も需要は限定的
米国政府、大手バッテリーメーカー、自動車メーカーは、リチウムイオンバッテリーの米国国内生産に力を注いでおり、ナトリウムイオンバッテリーというLFPの潜在的な競合に影を落とす可能性があります。ストイコウ氏は以下のように指摘しています。
「何がこの技術を左右するのでしょうか？重要な要素のひとつはコスト競争力です。リチウムの価格が大幅に下がり続け、LFPがますます安価になれば、ナトリウムイオンが必要となる出番は難しくなるでしょう。」
BYDやノースボルト社のように、ナトリウムイオンの商業化の目途に達した企業でさえ、より成熟した製品であるリチウムイオンと真っ向から競争するつもりはない、とストイコウ氏は指摘しています。そして、欧米での自動車運転の質にも関係しているようです。
「米国や欧州は（中国とは）消費者の嗜好が異なります。ですから、必ずしも（このナトリウムイオンバッテリーが）完璧にフィットするわけではありません。」
その代わり、リチウムイオンとそのサブカテゴリーの進歩は、おそらく今後何年も現状維持であり続けるだろうとストイコウ氏は断言しています。その中には、セルやパックレベルでの技術の進歩、グラファイトにシリコンを組み込むような正極や負極の進歩、さらには全固体電解質も含まれるでしょう。ですから、ナトリウムイオン技術はエネルギー貯蔵とマイクロカーにニッチな需要を見出すかもしれませんが、少なくとも当分の間は、より広範な拡大はかなり限られているように思われます。
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