今日のバッテリーのほとんどはリチウムイオン電池です。これらは電気自動車、データセンター、太陽光パネルや風力タービンのための定置型電力網、さらには携帯電話、ラップトップ、電動スクーターなどの日常品にも使用されています。
リチウムの抽出と精製には莫大な量の水が必要です。エネルギー研究機関によると、リチウム1メートルトンあたり約200万リットルの水が必要です。
例えば、チリは世界第2位のリチウム生産国ですが、この国では、すでに不足している淡水を地元の先住民コミュニティから転用し、近隣の脆弱な湿地生態系に深刻な被害をもたらしている塩水採掘プロセスが使用されています。
さらに、リチウムイオン電池は、放電時にアノードからイオンを引き出すカソードに、コバルト、ニッケル、マンガン、銅などの重金属を必要とします。
世界のコバルト埋蔵量のほとんどはコンゴ民主共和国にあり、リチウム鉱山では労働者の搾取、水源の汚染、有毒な粉塵や微粒子の空気への放出が日常的に行われています。
倫理的な問題とは別に、地政学的な問題も存在します。中国は市場を独占しており、世界のコバルト精製能力の68％、リチウム精製能力の72％、リチウムイオン製造能力の83％を占めています。
これらの落とし穴により、科学者も企業も、代替のバッテリー電源を探しています。
いくつかの例としては、水性亜鉛、フローバッテリー、さらには重力（運動エネルギーを電気に変換する）などがあります。
しかし、バッテリーの主成分としてリチウムに代わる、安価で豊富に入手可能な材料があります。
塩です。
フランス大学の物理学および固体化学の教授であるジャン＝マリー・タラスコンは、少なくとも15年間、ナトリウムの優位性を信じてきました。
研究ネットワークRS2Eの創設者兼ディレクターとして、彼はコレージュとピカルディ・ジュール・ヴェルヌ大学でナトリウムイオン電池を開発したチームを率いました。これは、ヴェルヌが著書海底二万里の中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
「私の場合は、主な原動力は持続可能性でした」とタラスコンは述べています。「2010年当時、世界がリチウムイオン電池を採用し、この資源が枯渇することは明らかでした。」
「その決定は代替品を見つけることでした。それが私たちがナトリウムに移行した理由です。」
スウェーデン、ヨーテボリのチャルマース工科大学の研究者であるシャン・ジャン氏は、ナトリウムイオン電池はリチウムイオン電池と同様の化学的挙動を示しますが、環境への悪影響はありません、と述べています。
「製造プロセスも同様であり、生産ラインをそれほどテストする必要はありません」と彼女は付け加えています。「既存の生産ラインを使用し、塩電池用にいくつかの調整を行うことができます。」
ジャン氏は、ナトリウム電池はリチウム電池よりも安全であり、極端な温度でも性能が優れているとも述べています。
リチウムイオン電池は、数え切れないほどの火災の原因となっており、今年初めにカリフォルニアのバッテリー貯蔵プラントで発生した火災は数日間燃え続け、約1,200人の地元住民が避難しました。
2024年、ジャン氏は研究を主導し、さまざまな種類の塩電池の将来の気候への影響を調べ、二酸化炭素排出量に焦点を当てました。
彼女のチームは、2050年までに、バッテリー製造に再生可能エネルギーを使用することで、2020年のレベルと比較して気候への影響を43〜57％削減できる可能性があることを発見しました。
「気候への影響は、製造プロセス、採掘、上流プロセスなど、将来に進むほど低下します」と彼女は述べています。「これは生産チェーン全体で起こります。」
しかし、カソードに使用される化学物質は依然として懸念事項であり、ナトリウムイオン電池の研究へのさらなる投資が必要になると彼女は述べています。
では、ナトリウムイオン電池の普及を妨げているものは何でしょうか？それは主にリチウムの低価格であり、ナトリウムとの競争力を維持しています。
2022年11月に1トンあたり83,000米ドルという記録的な高値に達した後、リチウムの価格はそれ以来下落し続け、先月にはわずか1トンあたり8,400米ドルという安値を記録しました。これは、電気自動車（EV）の販売が予想よりも低迷しているためです。
もう1つの障害は、ナトリウムはリチウムよりも密度が低いため、同じ電荷を保持するためにより多くのスペースとエネルギーが必要になることです。
その結果、より大きく、より重いバッテリーとなり、たとえば車や携帯電話には理想的ではありません。
リチウムを完全に置き換えるのではなく、ナトリウムは「ニッチな用途を見つける必要がある」とジャン氏は述べています。そこでは、容量と重量は問題になりません。
科学者がエネルギー密度の向上に取り組み続けているため、ナトリウムイオン電池に適した場所の1つは、電気グリッドのバランスを取るために必要に応じてエネルギーを貯蔵および放電できる定置型エネルギー貯蔵システムです。
実際、ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンス（BNEF）は現在、予測しており、2035年までにエネルギー貯蔵におけるナトリウムイオン電池の市場シェアは15％になると予測しています。これは、今日の1％から増加しています。
米国では、シリコンバレーに拠点を置くNatron Energyが、データセンターやクラウドコンピューティング企業、EV急速充電器に設置するためのナトリウムイオン電池を製造しています。
同社は最近、ノースカロライナ州に14億米ドルの新工場の建設を開始し、容量を40倍に増やすことになります。
一方、英国では、インドのReliance New Energy Ltd.の子会社であるFaradionが、ナトリウムイオン電池を製造しており、輸送、貯蔵、バックアップ電源に使用しています。
そしてフランスでは、タラスコンが科学顧問を務めるTIAMAT社が、商用製品での使用を目的とした最初のナトリウムイオン電池を発明しました。それは、コードレス電動ドリルの中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
先月、同社は米国のテクノロジー企業Endeavourと契約を締結し、AIデータセンター用のバッテリーを製造しました。
しかし、ナトリウムイオン電池の最大の採用者は中国です。同国はすでにリチウムイオン電池市場を独占しており、それが容易に切り替えられた理由の1つであるとジャン氏は述べています。
中国企業はすでにナトリウムイオン技術に76億米ドル以上を投資しており、2024年だけで27の新しい生産施設が発表されました。
Yadea、HiNa、Contemporary Amperex Technology（CATL）などの企業は現在、世界のナトリウムイオン電池市場で競争優位性を築いており、同国のクリーンテクノロジー産業においてさらなる大きな一歩を踏み出しています。
そして、西側の企業とは異なり、すでにナトリウムを動力源とする車両を路上に投入しています。
たとえば、Yadeaは、深圳で15万人のフードデリバリー業者とのパイロットプロジェクトが成功した後、ナトリウムを動力源とする電動スクーターの販売を開始しています。
これらの二輪車はわずか約70キロメートルの航続距離しかありませんが、メーカーはバッテリー交換ステーションを建設しており、所有者はバッテリーを充電するのに数時間待つのではなく、1分もかからずに消耗したバッテリーを交換できます。
EVおよびエネルギー貯蔵の世界最大のバッテリーメーカーであるCATLは、今年初めに、Naxtraの中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
電動バイクとスクーターはすでに中国で普及しており、2023年だけで約5,500万台が販売されました。
現在、同国のナトリウム電池を動力源とする車両への進出は、特にアジアとアフリカにおいて、グローバルサウス全体で大きな拡大の可能性を生み出す可能性があると、米国を拠点とするアジア協会政策研究所の中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
「二輪車と三輪車の使用がグローバルサウスに集中しているため、これらの市場は、貿易摩擦やグローバルノース市場へのアクセス不足などの要因ではなく、最初から中国企業の全体的な戦略にとってさらに重要になるでしょう」と彼女は説明しています。
これらのバイクと三輪車をグローバルサウス市場全体で電動化することは、排出量と化石燃料の使用の両方に大きな影響を与えるだろうと彼女は付け加えています。
一方、タラスコンは、今後10年間でグローバルノースでも車のサイズに大きな変化が訪れると考えています。
「都市部ではより小型の車、より多くのタクシー、より短い距離の車両が登場するでしょう。そのため、ナトリウムイオン電池は自動的に大きな役割を果たすことになります」と彼は述べています。
「将来を考えると、この技術は確実に改善され、バッテリーエネルギーに対する需要が非常に大きく、リチウムイオンだけではすべてを賄えないため、市場の大部分を獲得すると思います。」
今日のバッテリーのほとんどはリチウムイオン電池です。これらは電気自動車、データセンター、太陽光パネルや風力タービンのための定置型電力網、さらには携帯電話、ラップトップ、電動スクーターなどの日常品にも使用されています。
リチウムの抽出と精製には莫大な量の水が必要です。エネルギー研究機関によると、リチウム1メートルトンあたり約200万リットルの水が必要です。
例えば、チリは世界第2位のリチウム生産国ですが、この国では、すでに不足している淡水を地元の先住民コミュニティから転用し、近隣の脆弱な湿地生態系に深刻な被害をもたらしている塩水採掘プロセスが使用されています。
さらに、リチウムイオン電池は、放電時にアノードからイオンを引き出すカソードに、コバルト、ニッケル、マンガン、銅などの重金属を必要とします。
世界のコバルト埋蔵量のほとんどはコンゴ民主共和国にあり、リチウム鉱山では労働者の搾取、水源の汚染、有毒な粉塵や微粒子の空気への放出が日常的に行われています。
倫理的な問題とは別に、地政学的な問題も存在します。中国は市場を独占しており、世界のコバルト精製能力の68％、リチウム精製能力の72％、リチウムイオン製造能力の83％を占めています。
これらの落とし穴により、科学者も企業も、代替のバッテリー電源を探しています。
いくつかの例としては、水性亜鉛、フローバッテリー、さらには重力（運動エネルギーを電気に変換する）などがあります。
しかし、バッテリーの主成分としてリチウムに代わる、安価で豊富に入手可能な材料があります。
塩です。
フランス大学の物理学および固体化学の教授であるジャン＝マリー・タラスコンは、少なくとも15年間、ナトリウムの優位性を信じてきました。
研究ネットワークRS2Eの創設者兼ディレクターとして、彼はコレージュとピカルディ・ジュール・ヴェルヌ大学でナトリウムイオン電池を開発したチームを率いました。これは、ヴェルヌが著書海底二万里の中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
「私の場合は、主な原動力は持続可能性でした」とタラスコンは述べています。「2010年当時、世界がリチウムイオン電池を採用し、この資源が枯渇することは明らかでした。」
「その決定は代替品を見つけることでした。それが私たちがナトリウムに移行した理由です。」
スウェーデン、ヨーテボリのチャルマース工科大学の研究者であるシャン・ジャン氏は、ナトリウムイオン電池はリチウムイオン電池と同様の化学的挙動を示しますが、環境への悪影響はありません、と述べています。
「製造プロセスも同様であり、生産ラインをそれほどテストする必要はありません」と彼女は付け加えています。「既存の生産ラインを使用し、塩電池用にいくつかの調整を行うことができます。」
ジャン氏は、ナトリウム電池はリチウム電池よりも安全であり、極端な温度でも性能が優れているとも述べています。
リチウムイオン電池は、数え切れないほどの火災の原因となっており、今年初めにカリフォルニアのバッテリー貯蔵プラントで発生した火災は数日間燃え続け、約1,200人の地元住民が避難しました。
2024年、ジャン氏は研究を主導し、さまざまな種類の塩電池の将来の気候への影響を調べ、二酸化炭素排出量に焦点を当てました。
彼女のチームは、2050年までに、バッテリー製造に再生可能エネルギーを使用することで、2020年のレベルと比較して気候への影響を43〜57％削減できる可能性があることを発見しました。
「気候への影響は、製造プロセス、採掘、上流プロセスなど、将来に進むほど低下します」と彼女は述べています。「これは生産チェーン全体で起こります。」
しかし、カソードに使用される化学物質は依然として懸念事項であり、ナトリウムイオン電池の研究へのさらなる投資が必要になると彼女は述べています。
では、ナトリウムイオン電池の普及を妨げているものは何でしょうか？それは主にリチウムの低価格であり、ナトリウムとの競争力を維持しています。
2022年11月に1トンあたり83,000米ドルという記録的な高値に達した後、リチウムの価格はそれ以来下落し続け、先月にはわずか1トンあたり8,400米ドルという安値を記録しました。これは、電気自動車（EV）の販売が予想よりも低迷しているためです。
もう1つの障害は、ナトリウムはリチウムよりも密度が低いため、同じ電荷を保持するためにより多くのスペースとエネルギーが必要になることです。
その結果、より大きく、より重いバッテリーとなり、たとえば車や携帯電話には理想的ではありません。
リチウムを完全に置き換えるのではなく、ナトリウムは「ニッチな用途を見つける必要がある」とジャン氏は述べています。そこでは、容量と重量は問題になりません。
科学者がエネルギー密度の向上に取り組み続けているため、ナトリウムイオン電池に適した場所の1つは、電気グリッドのバランスを取るために必要に応じてエネルギーを貯蔵および放電できる定置型エネルギー貯蔵システムです。
実際、ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンス（BNEF）は現在、予測しており、2035年までにエネルギー貯蔵におけるナトリウムイオン電池の市場シェアは15％になると予測しています。これは、今日の1％から増加しています。
米国では、シリコンバレーに拠点を置くNatron Energyが、データセンターやクラウドコンピューティング企業、EV急速充電器に設置するためのナトリウムイオン電池を製造しています。
同社は最近、ノースカロライナ州に14億米ドルの新工場の建設を開始し、容量を40倍に増やすことになります。
一方、英国では、インドのReliance New Energy Ltd.の子会社であるFaradionが、ナトリウムイオン電池を製造しており、輸送、貯蔵、バックアップ電源に使用しています。
そしてフランスでは、タラスコンが科学顧問を務めるTIAMAT社が、商用製品での使用を目的とした最初のナトリウムイオン電池を発明しました。それは、コードレス電動ドリルの中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
先月、同社は米国のテクノロジー企業Endeavourと契約を締結し、AIデータセンター用のバッテリーを製造しました。
しかし、ナトリウムイオン電池の最大の採用者は中国です。同国はすでにリチウムイオン電池市場を独占しており、それが容易に切り替えられた理由の1つであるとジャン氏は述べています。
中国企業はすでにナトリウムイオン技術に76億米ドル以上を投資しており、2024年だけで27の新しい生産施設が発表されました。
Yadea、HiNa、Contemporary Amperex Technology（CATL）などの企業は現在、世界のナトリウムイオン電池市場で競争優位性を築いており、同国のクリーンテクノロジー産業においてさらなる大きな一歩を踏み出しています。
そして、西側の企業とは異なり、すでにナトリウムを動力源とする車両を路上に投入しています。
たとえば、Yadeaは、深圳で15万人のフードデリバリー業者とのパイロットプロジェクトが成功した後、ナトリウムを動力源とする電動スクーターの販売を開始しています。
これらの二輪車はわずか約70キロメートルの航続距離しかありませんが、メーカーはバッテリー交換ステーションを建設しており、所有者はバッテリーを充電するのに数時間待つのではなく、1分もかからずに消耗したバッテリーを交換できます。
EVおよびエネルギー貯蔵の世界最大のバッテリーメーカーであるCATLは、今年初めに、Naxtraの中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
電動バイクとスクーターはすでに中国で普及しており、2023年だけで約5,500万台が販売されました。
現在、同国のナトリウム電池を動力源とする車両への進出は、特にアジアとアフリカにおいて、グローバルサウス全体で大きな拡大の可能性を生み出す可能性があると、米国を拠点とするアジア協会政策研究所の中国気候ハブおよび気候外交担当ディレクターであるケイト・ローガン氏は述べています。
「二輪車と三輪車の使用がグローバルサウスに集中しているため、これらの市場は、貿易摩擦やグローバルノース市場へのアクセス不足などの要因ではなく、最初から中国企業の全体的な戦略にとってさらに重要になるでしょう」と彼女は説明しています。
これらのバイクと三輪車をグローバルサウス市場全体で電動化することは、排出量と化石燃料の使用の両方に大きな影響を与えるだろうと彼女は付け加えています。
一方、タラスコンは、今後10年間でグローバルノースでも車のサイズに大きな変化が訪れると考えています。
「都市部ではより小型の車、より多くのタクシー、より短い距離の車両が登場するでしょう。そのため、ナトリウムイオン電池は自動的に大きな役割を果たすことになります」と彼は述べています。
「将来を考えると、この技術は確実に改善され、バッテリーエネルギーに対する需要が非常に大きく、リチウムイオンだけではすべてを賄えないため、市場の大部分を獲得すると思います。」
