2014年01月24日09:59
力争达到500Wh/kg
还有看法认为，EV要想赶上当前的汽油车，使行驶距离达到500公里以上，才能真正进入EV时代，此时电池单元的能量密度要提高到500Wh/kg以上。这就需要采用新的电池构造。比方说争取使用金属锂（Li）和硫（S）等大容量电极材料，但传统的电解液存在的课题众多，因此，使用固体电解质的全固体电池成为了关注的焦点。
在基础研究中，与只有1个电子活动的1价锂离子相比，使用拥有2个电子的镁（Mg）、铝（Al）、钙（Ca）的多价阳离子电池更加活跃。除此之外，这些金属材料的储量丰富。不同于锂电池，可以使用铁类正极材料的钠离子充电电池的研发也热气腾腾。
燃料电池：不脱铂就无法普及，着眼于稳定性好的氧化物催化剂
“填充3分钟的氢气可以行驶500公里以上。实现了与汽油车相同的易用性”——在丰田负责开发FCV的田中义和（该公司产品策划本部ZF主查）自豪地说。在他的面前，是该公司在“第43届东京车展2013”上全球首发的概念车“TOYOTA FCV CONCEPT”。
但这款车与汽油车相比，存在着一个决定性的差异。那就是价格。大部分观点都认为，丰田2015年推出的车辆售价届时将“超过500万日元”。
成本高的原因之一是燃料电池组使用的铂催化剂。到2015年，1辆FCV估计将使用50～100g铂。到FCV正式进入普及期的“2025年前后”（本田高管），汽车企业必须大幅减少铂的使用量。
不只是成本，从风险管理的角度出发，也需要减少铂的使用量。因为铂的储量9成在南非（图3），而南非矿石的铂含量正在逐年递减。
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图3：铂储量集中在南非 调查数据显示，铂的年供应量约7成来自南非。全球储量的9成位于南非。（图：《日经电子》根据Johnson Matthey的资料制作） |
在降低燃料电池组铂使用量的研究中，与其他金属制成合金提高铂催化剂的活性、使用铂包覆贵金属和贱金属的“核壳催化剂”的开发进展显著。但要想从根本上解决问题，“只有‘脱铂’一条路可走”（横滨国立大学研究生院工学研究院绿氢研究中心主任太田健一郎）。
FCV配备的PEFC（固体高分子形燃料电池）要在低于100℃的低温下工作，反应速度很慢。因此，必须使用铂催化剂，促进空气电极的氧化还原反应（ORR：oxygen reduction reaction）。过去的研究一直把思路放在寻找ORR活性大的材料上面。
但太田的研究小组转换方针，开始寻找化学稳定性高的材料。经过不懈地探索，他们发现，第四和第五周期的过渡金属氧化物稳定性高（图4）。氮氧化钽（TaON）和氮氧化锆（ZrON）在酸性电解液中的溶解度不到铂的10分之1，而且，在长时间浸泡后，ORR活性也没有改变。
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图4：放眼稳定性寻找材料 日本横滨国立大学的太田等人把目光投向了稳定性超过铂的材料（a）。候选材料的储量均大于铂（b）。制作的氧化物类催化剂的电流密度在4年间提高到了原来的1000倍（c）。（图：《日经电子》根据横滨国立大学研究生院工学研究院绿氢研究中心的资料制作） |
最新成果显示，锆氧化物类催化剂（Zr-CNO（Pc））具有高ORR活性（图4（c））。这种催化剂以ZrOPc为起始原料，使用多层碳纳米管（MWCNT），同时满足了导电体和载体的作用。
目前的电流密度“约为铂的1/10～1/50左右”（太田）。但是，“目前有不少方法可以提高锆和钽等氧化物类催化剂的ORR活性”（太田）。该研究小组将力争从2017年开始提供样品，在2025年前后将其应用于FCV。
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