米海軍は、海上での火災を誰も望んでいないため、より安全なバッテリーを設計している。 米海軍は、海上での火災を誰も望んでいないため、より安全なバッテリーを設計している。

米海軍は、海上での火災を誰も望んでいないため、より安全なバッテリーを設計している。

米海軍は、海上での火災を誰も望んでいないため、より安全なバッテリーを設計している。
米海軍の写真
米海軍マスコミュニケーションスペシャリスト3等兵ケルシー・L・アダムス撮影/公開

スマートフォンやその他のガジェットはリチウムイオン電池で動いていますが、サムスンなどの企業がよく知っているように、これらの充電ホルダーは不適切な条件下では発火する可能性があります。リチウムイオン電池の危険性は、火災防止に強い関心を持つ別の団体、つまり米海軍にとっても懸念材料となっています。そして今、米海軍研究所(NRL)の化学者たちは、安全かつ再充電可能な新しい電池技術を発表しました。この技術は、電気自動車、自転車、あるいは船舶への搭載が期待されています。

「リチウムイオン電池の発煙、発火、爆発といった悲惨なニュースがあまりにも多く報じられています」と、NRLの先端電気化学材料部門を率い、科学誌『サイエンス』に掲載された電池部品技術に関する新たな論文の主任著者であるデブラ・ロリソン氏は語る。彼女は、これは国防総省が懸念している問題だと指摘する。「リチウムイオン電池の火災によって深刻な被害を受けた軍事プラットフォームが実際に存在しています」

2008年の事故がその好例だ。NRLに所属し、今回の研究の共同研究者でもあるジェフリー・ロング氏は、海軍がリチウムイオン電池に神経をとがらせている理由として、SEALsを輸送する実験用小型潜水艦で発生した事故を挙げている。「リチウム電池が壊滅的な火災を起こしました」とロング氏は語る。「幸いにも事故当時、乗組員はいませんでしたが、大きな被害が出ました。」

今年、海軍は電子タバコが同じ種類のバッテリーで駆動していることを理由に、艦船や潜水艦などでの電子タバコの使用を実際に禁止した。

リチウムイオン電池は、内部に有機液体が含まれているため、電池や機器が過熱すると発火する可能性があり、問題となっています。懐中電灯の単4電池のような標準的なアルカリ電池は、はるかに安全な水ベースの電解液を使用しており、発火性はありません。これらのアルカリ電池では、電極の片方に亜鉛が使用されることが一般的です。

発火しないという点は魅力的だ。さらに海軍は、亜鉛が入手しやすい一般的な素材であることを高く評価している。国防総省は「米国内で採掘されていなくても、米国と友好的な国で採掘された素材」を高く評価しているとロリソン氏は付け加える。「そして、亜鉛はどこにでもあるのですから」

しかし、問題があります。アルカリ電池に通常含まれる亜鉛は、充電に適していません。デンドライト(微細で問題のある突起)を形成しやすいからです。NRLの科学者たちは、この亜鉛を別の形に再構成することで、デンドライト形成のリスクなしにアルカリ電池を充電可能にしました。

ロリソン氏は、スポンジ状のこの物質をサラダドレッシングに例える。油と水、そして亜鉛粉末(サラダドレッシングには入れてはいけない)が含まれている。彼らはこれを乳化させ、熱処理する。「最終的に、手に持てる物質ができました」と彼女は言う。「これは自立型で、すぐに電池の陽極として使える状態です。」

米海軍研究所は、EnZinc という会社と提携して、同社の亜鉛陽極を使用した充電式バッテリーを電動自転車などの乗り物に搭載する予定です。

ロング氏によると、このバッテリー技術は「艦上電源」として、あるいは海兵隊員にとってより安全なバッテリーの提供に役立つ可能性があるという。「彼らは銃撃戦の最中にバッテリー事故に巻き込まれることを望んでいません」と彼は付け加えた。