究極的なアルミニウムイオン電池 [無断転載禁止]©2ch.net

1Fラン工学部生(科学者)2017/02/25(土) 22:07:00.17
■究極の高エネルギー密度を誇る、アルミニウム二次電池 (私提唱。異論は歓迎)


負極・・・金属アルミニウム

放電Al→Al3+ + 3e-

充電 Al3+ + 3e-  → Al


正極・・・硫酸アルミニウム(媒質、炭酸エチレンを加えた有機溶媒)

放電 3SO42- +  2al3+  →  Al2(SO4)3

充電  Al2(SO4)3 → 3SO42- +  2al3+  


・黒鉛(グラファイト)負極にアルミニウムが析出

・正極(電解液)に硫酸アルミニウム(と溶媒に炭酸エチレン)


↑が実現可能か化学者様のご意見を仰ぎたい。

2Fラン工学部生(科学者)2017/02/25(土) 22:08:49.25
金属アルミニウムは、体積当たり
金属リチウムの4倍の電荷を蓄えられるそうです。

↑の方法で電圧がきちんと出れば、エネルギー密度は
かなり高くできるのではないでしょうか。

3Fラン工学部生(科学者)2017/02/25(土) 22:09:06.96
次世代二次電池の候補はこれらがある。

・全固体リチウムイオン電池
既に実用化段階。
エネルギー密度が従来の2倍になるとのこと。
しかし、リチウムは希少金属なので、価格高騰してだめだ。

・マグネシウム電池 
カンラン石を正極に用いたものが既に実現。
京大の研究チームによって、マグネシウムイオンを安定的に脱挿入できる
カンラン石mgfesi04が正極材料に報告されている。

・アルミニウム電池
私提唱。
究極の二次電池となる可能性。
アルミニウム金属は、体積あたり、リチウム金属の4倍もの電荷を蓄えることができるので、
電解液にも高効率な硫酸マグネシウムを使っており、高出力が出る電池ならば、
全固体リチウムイオン電池の5倍、従来のリチウムイオン電池の10倍の極めて高エネルギー密度の
二次電池を作ることが可能。航続距離2000km越えも夢ではないだろう。

4あるケミストさん2017/02/25(土) 22:10:55.43
アルミニウム化合物を調べたのだが、やはり安定してアルミニウムイオンを蓄えるのは
黒鉛(グラファイト)ぐらいのもんで、充放電すると結晶構造が劣化するものばかり。。

炭酸エチレンという有機溶媒(リチウムイオン電池でも使われている)をケイ酸アルミニウム
で溶かして液体にする。
金属アルミニウムを負極にそのまま使い、正極に有機溶媒を使う。
(アルミニウムイオンを脱挿入できるまともな化合物がない)


アルカリ金属型の二次電池の開発には
H、水素を用いると、正極で水素が発生してしまいだめだ。
なので、水素が発生しないベンゼン(Hはあるが安定しているので水素を発生させない。)
を用いた有機溶媒(炭酸エチレンなど)を用いている。

アルミニウム電池の電解液にも、ケイ酸アルミニウムを炭酸エチレンに溶かしたものを、
そのまま液体の正極として用い、負極に金属アルミニウムを使えないか考えている。

5あるケミストさん2017/02/26(日) 17:40:37.13
■究極の高エネルギー密度を誇る、アルミニウム二次電池 (私提唱。異論は歓迎)


負極・・・金属アルミニウム

放電Al→Al3+ + 3e-

充電 Al3+ + 3e-  → Al


電解液・・・硫酸アルミニウム(媒質、炭酸エチレンを加えた有機溶媒)


正極・・・アルマンディン Fe3Al2(SiO4)3

放電 Fe3(SiO4)3 +2al3+ +6e- →  Fe3Al2(SiO4)3

充電  Fe3Al2(SiO4)3 → Fe3(SiO4)3  + 2al3+  + 6e-

6あるケミストさん2017/02/27(月) 23:13:07.99
常に放電することが特徴。

7あるケミストさん2017/03/12(日) 14:51:59.86
充電に無理があるんじゃない?
一次電池なら使えるかもね

8あるケミストさん2017/03/19(日) 16:15:44.63
炭素棒とアルミ箔と食塩水で電池出来ちゃうけどな

二次電池でなくても容量は大きいし
逆になんで実用化されないのかね

9あるケミストさん2019/05/03(金) 05:22:56.72
アルミニウム電池は再生(充電)が困難だからかも

10あるケミストさん2019/05/05(日) 19:49:54.84
窒素電池こそが最強

11あるケミストさん2019/06/27(木) 05:57:42.83
でんき

12あるケミストさん2019/07/13(土) 22:51:25.60
太陽電池の余剰電力貯蔵用に使えないのだろうか?

マグネシウムのほうは専門家が本を書いていた記憶がある。

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