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国内初の新型水系ナトリウムイオン電池システムが並列運転試験を実施

3月19日、国内初の新型水系ナトリウムイオン電池組が安徽省淮南市220キロボルト辛東変電所において、成功裏に並列運転試験を開始しました。これは、水系ナトリウムイオン電池の開発が実用化の新たな段階に入ったことを示しています。 この製品は、国網安徽省電力有限公司淮南供電公司（以下、淮南供電公司）が主導し、復旦大学、中国科学技術大学、江蘇理工学院が共同で開発しました。 「水系ナトリウムイオン電池は、高い安全性、環境への配慮、低コストなどの利点を備えており、従来の鉛蓄電池の理想的な代替品であり、将来の応用範囲は非常に広いです。」3月26日、淮南供電公司の戴忠総経理は科技日報記者のインタビューで述べました。 水系ナトリウムイオン電池の顕著な利点 国家エネルギー局新型蓄電実証プロジェクト水系イオン電池合同研究所（以下、合同研究所）を訪れると、数人の作業員が新型水系ナトリウムイオン電池の生産に忙しく取り組んでいました。 「現在、私たちは中規模試験段階にあり、1日あたり約100個の電池を生産しています。」と、合同研究所の技術責任者である江蘇理工学院の毛武涛准教授は記者に語りました。 毛武涛准教授によると、現在変電所で広く使用されている鉛蓄電池と比較して、水系ナトリウムイオン電池は、不燃性、無公害、長寿命、充放電による活性維持が不要などの顕著な利点を備えています。 「従来の電池と比較して、水系ナトリウムイオン電池の電解質は水であり、ナトリウムイオンが正極と負極の間を移動することで充放電が行われます。火災、貫通、水洗などがあっても、自然発火や爆発事故は発生せず、リチウムイオン電池で最も懸念される安全性の問題を解決しています。」と毛武涛准教授は述べています。 さらに、鉛蓄電池と比較して、水系ナトリウムイオン電池はより経済的です。「両者の設置コストはほぼ同じですが、水系ナトリウムイオン電池の寿命は10～15年であるのに対し、鉛蓄電池は3年ごとに交換が必要であり、購入コストと人件費が高くなります。」と毛武涛准教授は述べています。 2024年1月、淮南供電公司が主導して建設した「水系ナトリウムイオン電池蓄電実証プロジェクト」は、国家レベルの新型蓄電実証プロジェクトの1つとなりました。 プロジェクト開始後、淮南供電公司は関連大学と協力して合同研究所を設立しました。小規模試験、中規模試験を経て、水系ナトリウムイオン電池は大量生産を実現し、性能も安定しています。 しかし、開発過程は順風満帆ではありませんでした。「水系電池が難しいのは、電池金属が水に触れると錆びやすく、通電すると錆びる速度が速まるため、錆びた電池は正常に動作しないからです。」と毛武涛准教授は述べ、金属の錆びの問題解決において、研究者たちは電解液に添加剤を加え、金属表面に特殊処理を施すことで、通電後も電解液のpH値を安定に保ち、最終的に金属の錆びの問題を解決しました。 広範な応用分野への展開が期待される 3月25日午後、記者は淮南市220キロボルト辛東変電所を訪れ、今回並列運転試験が行われた新型水系ナトリウムイオン電池組を見学しました。 「電池組は3組128個の電池ユニットを並列接続したもので、総容量は66キロワット時であり、変電所の交流給電システムに異常が発生した場合、保護装置に無停電の予備電源を供給します。」と、淮南供電公司高電検修中心自動化一班の蒋旭副班長は記者に語りました。 蒋旭副班長によると、新世代の電池監視システムと直流充電システムを組み合わせることで、電池組の浮動充電と均等充電の自動投入、電圧、温度、内部抵抗、容量の収集監視、データ伝送警報などの機能を実現しています。 戴忠総経理は記者に対し、水系ナトリウムイオン電池の電解液は水であるため燃焼せず安全であり、この電池には廃棄物処理工程がなく、環境に優しく、リサイクルしやすいと述べました。さらに、価格も安価です。そのため、将来の応用範囲は広いです。 戴忠総経理は、水系ナトリウムイオン電池は変電所の従来の鉛蓄電池の代替だけでなく、以下のいくつかの応用分野があると説明しました。1つは、太陽光発電の浸透率が高い地区に分散型蓄電システムを構築し、給電の安全性を確保することです。2つ目は、一般家庭ユーザーの家庭で多様なシーンに対応する家庭用蓄電システムを試行し、配電網側のピークシフトと谷埋めを検討することです。3つ目は、低速電動自転車の電池として、充電時の発火爆発の問題を解決し、使用の安全性を確保することです。4つ目は、大規模集中型蓄電システムとして、安全リスクの問題を解決することです。 「今後、変電所での電池組の運用状況を継続的に追跡調査し、監視データを定期的に分析することで、今後の電池の改良、技術基準の策定にデータを提供し、実用化に向けた経験を蓄積していきます。同時に、水系ナトリウムイオン蓄電所実証プロジェクトを基盤として、水系ナトリウムイオン蓄電の応用分野を不断に拡大し、水系ナトリウムイオン電池の大規模蓄電への応用を加速していきます。」と戴忠総経理は述べています。