エネルギー密度とは、一定の空間または質量に蓄えられるエネルギー量を測定する指標です。通常、メガジュール/キログラムまたはワット時/リットルで表されます。エネルギー密度が高いほど、より小型で軽量なパッケージでより多くの電力を供給できます。これは、自動車、航空機、携帯電話などにとって重要な意味を持ちます。

燃料の種類によってエネルギー密度は大きく異なります。ガソリンは約44メガジュール/キログラム、石炭は約24～35メガジュール/キログラム、木材は約16メガジュール/キログラムです。一方、リチウムイオン電池は約0.3～0.7メガジュール/キログラムです。このエネルギー密度の差が、電気自動車がガソリン車と同等の航続距離を実現するために、大型で重いバッテリーパックを必要とする理由です。

科学者たちは電池のエネルギー密度向上に努めている。固体電池は、現在のリチウムイオン電池の2～3倍の密度を実現すると期待されている。リチウム硫黄電池やリチウム空気電池はさらに先の話だ。こうした進歩にもかかわらず、航空や海運分野では液体燃料が今後何年も主流であり続けるだろう。物理法則は根強く、電池の性能向上は緩やかだが、燃料は1世紀もの先行優位性を持っている。

標準値

• ガソリン：約44MJ/kg
• ディーゼル燃料：約45 MJ/kg
• 石炭：24～35 MJ/kg
• 木材：約16MJ/kg
• リチウムイオン電池：0.3～0.7 MJ/kg