バッテリーの未来：巨大な湖から微生物まで

要約

本記事では、私たちのエネルギー需要に対応するために開発されているさまざまな種類のバッテリーについて探求します。南カリフォルニアにある世界最大のリチウムイオンバッテリーからエネルギーを蓄えるための2つの湖まで、バッテリーの仕組みや、電力を生成し蓄えるより持続可能な方法を見ていきます。また、超高層ビルのバッテリーやバイオバッテリー、核バッテリーなど、革新的なバッテリー技術についても見ていきます。

世界最大のリチウムイオンバッテリー

2021年現在、世界最大のリチウムイオンバッテリーは南カリフォルニアの電力網に接続され、2,500万ワットの電力を供給でき、約25万世帯を電力供給できます。ただし、これは世界最大のバッテリーではありません。リチウムイオンバッテリーは、リチウムイオンを電子から分離し、バッテリーの反対側で新しい分子として再結合することでエネルギーを蓄えます。

2つの湖のセットアップ

2つの湖のセットアップは、下流の湖から数十億リットルの水を上流の湖に送り、水に重力ポテンシャルエネルギーを与えてエネルギーを蓄えるバッテリーです。電力需要が高い時にはバルブが開き、水を下流に流して6つの巨大なタービンを動かし、10時間にわたって30億ワットの電力を発生させることができます。ただし、このセットアップは特定の地形が必要であり、多くの土地を占有し、建設に高額な初期費用がかかります。

グリッドスケールバッテリーの必要性

世界を動かすために十分な電力を生成することは、持続不能な量の温室効果ガスを生み出すため、それをゼロにする必要があります。ただし、多くのクリーンエネルギー源は24時間365日電力を生成できないため、電力を必要な時まで蓄える方法が必要です。つまり、複数の都市を電力供給できるほど大きなグリッドスケールバッテリーが必要です。残念ながら、2つの湖のセットアップやカリフォルニアの巨大なリチウムイオンバッテリーではこの問題を解決することはできません。

革新的なバッテリー技術

世界中の発明家たちは、私たちのニーズに合った新しいバッテリー技術を開発しています。ある企業は、昼間にクレーンを動かすために太陽エネルギーを利用する超高層ビルのバッテリーを開発しています。夜には、クレーンがブロックを重ねて、重力を利用してブロックを下ろし、発生した電力を発電機に回します。また、塩を加熱して溶かし、溶融した塩を蓄え、電力需要が高まった時に水を沸騰させる方法も有望です。蒸気はタービンを動かして電力を発生させます。唾液で活性化されるバイオバッテリーは、紙で作られ、細菌によって動力を供給されます。細菌はブドウ糖を代謝する際に電子の形でエネルギーを放出し、少なくとも1種類の細菌は、細胞の外に電子を転送して回路を完成させます。