開発の背景
世界の人口増加と経済発展に伴い、エネルギー消費量は年々増大しています。これ以上の二酸化炭素（CO2）排出を抑制し、地球温暖化を防止するためには、これまで以上に再生可能エネルギーから発電することが要求されます。
しかし、再生可能エネルギーによる発電量は不安定です。例えば、太陽光発電では、太陽が出ているときは発電できますが、太陽が隠れているときは発電量が大幅に低下してしまいます。したがって、太陽が出ているときに可能な限り発電し、余剰分を【蓄電池】に貯蔵し、太陽が隠れているときはそこから補う必要があります。
したがって、再生可能エネルギーの普及を考える際には、蓄電池の普及も同時に考える必要があります。
現在最も普及している電池は【リチウムイオン電池】です。2019年にノーベル化学賞を受賞した素晴らしい電池で、私たちの生活をガラッと変えてくれました。
しかしリチウムイオン電池を再生可能エネルギー向けの蓄電池として利用すると、いくつかの問題が生じます。
問題（１）希少な材料を使用しているため高価
リチウムイオン電池は、レアメタルである「リチウム」や「コバルト」を使用しています。今後電気自動車などにも使用されるため、これらレアメタルの供給量は不足し、大幅なレアメタルの価格上昇が予想されています。
高性能な「レアメタルフリー電池」の開発は、再生可能エネルギーの普及には欠かせない過程です。
問題（２）爆発の危険
リチウムイオン電池はたくさんのエネルギーを貯めることができます。しかし残念ながら、それは同時に、内部に多くのエネルギーを貯めているため【危険】であることも意味しています。
将来的に全ての家庭に太陽光パネルが設置され、蓄電池が一家に一台設置されるようになった場合、爆発する可能性があるリチウムイオン電池を家のそばに置いておくのは不安なはずです。
したがって「爆発しない安全な蓄電池」を求める声も多いのが現状です。
ウッドバッテリー/
Wood battery
里山エンジニアリングでは、木材から
「安価で・安全な・環境に優しい」
蓄電池を開発しています！これまで国際学術誌に発表した木質電池は以下の通りです。
論文１：Katsuyama, Yuto, et al. “Quinone‐Based Redox Supercapacitor Using Highly Conductive Hard Carbon Derived from Oak Wood.” Advanced Sustainable Systems 3.11 (2019): 1900083. リンク
論文２：Katsuyama, Yuto, et al. “Rational Route for Increasing Intercalation Capacity of Hard Carbons as Sodium‐Ion Battery Anodes.” ChemSusChem 13.21 (2020): 5762-5768. リンク
論文３：Katsuyama, Yuto, et al. “Series module of quinone-based organic supercapacitor (> 6 V) with practical cell structure.” Scientific reports 12.1 (2022): 1-8. リンク
論文４：Nakayasu, Yuta, et al. “Highly crystalline graphite-like carbon from wood via low-temperature catalytic graphitization.” Carbon Trends 8 (2022):100190. リンク
木材を利用する理由は「“里山エンジ”の目指す世界と技術力」で熱く語っていますので、是非興味があればご参照ください。
里山エンジニアリングでは、この中でも特に「有機ウッドバッテリー」を力を入れて開発しています。
特徴①金属不使用（メタルフリー）
「有機電池」とは、その名の通り「有機物で構成される電池」のことです。したがって、炭素・酸素・窒素など基本元素で構成されているため、資源の制約が一切ありません。つまり、電池の大幅な価格低下が見込めます。
特徴②安全
リチウムイオン電池では可燃性の有機系電解液を使用しますが、「有機ウッドバッテリー」では水をベースとした電解液を使用しているため、燃える心配がありません。したがって、爆発の危険性が一切ない電池です。
特徴➂環境に優しい
メタルフリーであるため、工業的には処理が非常に簡単であり、環境への負荷がリチウムイオン電池と比較して大幅に抑えられます。
さらに資源の採掘（マイニング）などが不要であるため、環境破壊・採掘者の健康被害の解決に繋がります。
特徴④高性能！（高容量・長寿命・高速充電）
容量は鉛蓄電池と同等です。しかも1000回充放電しても91%の容量を維持できるから長寿命！また10分でフル充電が可能です。
「有機ウッドバッテリー」が皆様の手元に届くまで、真心込めてしっかりと開発を続けていきます。
Satoyama Engineering Corp.