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亜鉛マンガン酸化物のイメージ（北大提供）
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北海道大学の小林弘明准教授とカリフォルニア大学ロサンゼルス校の勝山湧斗大学院生らは、水系亜鉛イオン電池で２電子分の充放電反応を起こすことに成功した。亜鉛マンガン酸化物の微粒子を直径５ナノメートル（ナノは１０億分の１）程度まで極小化して２電子反応が進むようにした。亜鉛電池はリチウムイオン電池（ＬｉＢ）よりも資源リスクが小さく、エネルギー密度を高められると期待される。
アルコール還元法で亜鉛マンガン酸化物の微粒子を合成し、炭素材料のグラフェンに担持させた。亜鉛イオン電池の正極に用いて試験するとエネルギー密度が１キログラム当たり３７０ワット時となった。充放電中の物質状態をＸ線回折で調べると、２電子分の酸化還元反応が起きていた。
リチウムイオンは１原子当たり１電子、亜鉛イオンは１原子当たり２電子を利用できる。ただ２電子分の充放電を安定させることが難しかった。新材料は出力密度とエネルギー密度を両立する材料候補になり得る。
日刊工業新聞 2024年8月29日
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