オーストラリアと中国の研究者は、世界初の安全で効率的な無毒の水性アルミニウムラジカル電池の開発に取り組んでいます。南オーストラリア州のフリンダース大学と中国の浙江科学技術大学のチームは、米国化学会の主力雑誌であるアメリカン・ケミカル・ジャーナルに掲載された新しい論文で、これらの新しい電池の開発の最初の段階について報告しています。
ほとんどのバッテリーには有害な物質が含まれており、最終的に埋め立て地に送られたり、他の場所に捨てられたりすると環境を汚染する可能性があります。鉛、カドミウム、水銀などの物質は、人や動物を毒し、土壌や水を汚染し、環境中に長期間残留します。
浙江理工大学のKai Zhang博士とフリンダース大学のJia Zhongfan准教授の研究室は、最も一般的に使用されるルイス酸電解質（Al(Otf)3）中の安定化フリーラジカルの（電気化学的）試験と電池試験で共同研究した。
同チームは、難燃性で空気中で安定な水ベースの電解液を使用し、800 サイクルにわたって 1.25V の安定した電圧出力と 110mAhg–1 の容量を提供し、サイクルあたりの損失はわずか 0.028% である初のアルミニウムベースのバッテリー設計を開発しました。
フリンダース大学理工学部の Jia Zhongfan 教授は、将来的には生分解性材料を使用してパウチ電池を開発し、製品を安全で持続可能なものにしたいと考えています。
Jia教授は、Al3+、Zn2+、Mg2+などの多価金属イオン電池は地殻に豊富にある元素を利用しており、リチウムイオン電池（LIB）よりもはるかに高いエネルギー密度を提供すると述べた。
「特にアルミニウムイオン電池（AIB）は大きな注目を集めています。アルミニウムは3番目に豊富な元素（8.1％）であり、AIBは持続可能で低コストのエネルギー貯蔵システムとなる可能性があるからです。」
しかし、AIB が現在直面している主な課題の 1 つは、Al3+ イオン錯体の移動が遅いことであり、その結果、AIB のカソード効率が低くなります。有機共役ポリマーは、イオン輸送の問題を解決できる AIB 用の新たなカソードですが、そのバッテリー電圧出力性能はまだ不十分です。
安定ラジカルは、さまざまな有機電池システムで広く使用されている有機電気活性分子の一種です。このような製品は 2012 年に NEC によって最初に商品化されました。
フリンダース大学の Jia 研究室は、これまでに有機ハイブリッドリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池、全有機電池の基礎材料を開発してきました。これらのラジカル材料は、電解質中での（電気）化学反応についての理解が不足しているため、AIB への応用が見出されたことはありません。