充電して繰り返し使える電池のことを二次電池といい、蓄電池とも呼ばれます。身近なスマートフォンなどの電気製品には、現在「リチウムイオン二次電池」が主に使われています。二次電池は電気自動車や宇宙開発などにも欠かせないものですが、リチウムは天然資源のレアメタルであることから、他の材料でより高性能な次世代電池の開発が進められています。その一つが、高見先生が研究している「全固体フッ化物イオン電池」。大きな容量と高い安全性、長時間使える高性能なスペックで注目されています。

まだ誰も成し遂げていない“100年問題”の解明に挑む

液体である電解質を使うリチウムイオン電池に比べ、すべてが固体から構成される全固体フッ化物イオン電池は、高いポテンシャルを秘めているものの、「140℃以上の熱を加えないと動かない」という大きな問題があります。この電池の原理は100年ほど前に発見されたにも関わらず、未だ実用化に至っていないのはそのためです。いかにして室温下で動くようにするか。高見先生は、素材となる固体電解質に着目し、室温で超イオン伝導を示す固体電解質を新たに見つけることで解決しようとしています。機能の解明や評価に使用するのは、X線や中性子などの量子ビームを含む最先端の計測・解析技術。室温下で固体電解質としての機能する化合物を発見できれば、全固体フッ化物イオン電池の実用化が見えてきます。

室温下で動く全固体電池には社会を大きく変える可能性が

実は現在、高見先生の研究では明るい兆しが。先生いわく「ちょっと普通じゃない発想」をした結果、室温下で動き、しかも電池に組み込めそうな固体電解質が見つかりつつあるのです。研究中に学生がポツンと発した言葉も、ブレイクスルーのきっかけの一つになったのだとか。もし、既存のリチウムイオン二次電池を超える全固体電池が誕生したら、充電なしで東京・大阪間を往復できる電気自動車が登場するかもしれません。ドローンタクシー、電動航空機といったモビリティー革命も起こるでしょう。また、新しい物質が材料となることで、電池以外にもさまざまな製造業の開発・研究に貢献できる可能性が広がります。