『WIRED』US版のスタッフライター。宇宙探査やエネルギーの未来を取材している。著書に『Extraterrestrial Languages』（MIT Press、2019）。「Motherboard」のニュースエディターも経験している。
世界中の道路を走るガソリン車などを電気自動車（EV）に完全に置き換えるには、まったく新しいタイプのバッテリーが必要になる。こうしたなかリチウムイオン電池のエネルギー密度と寿命は、この10年かけて着実に改良が進んできた。それでも新しいEVに搭載されているリチウムイオン電池は、ほぼすべての性能測定基準で内燃機関に遅れをとっている。
多くのEVの航続距離は300マイル（約482km）未満で、バッテリーの再充電には1時間以上かかる。そしてリチウムイオン電池は10年以内に容量の3分の1近くを失い、可燃性物質のため安全上の深刻なリスクをもたらす。
この一連の問題に対する解決策として何十年も前から知られている技術が、全固体電池である。液体の電解質（電極間でリチウムイオンを運ぶもの）の代わりに固体の電解質を使うという、一見すると単純そうなアイデアに基づく技術だ。
全固体電池はバッテリーの負極（アノード）に金属リチウムを使用する。これらの組み合わせにより、リチウムイオン電池のエネルギー密度を飛躍的に高め、超高速充電が可能になり、しかもバッテリー火災のリスクを排除できる。
しかし、過去40年にわたり、こうした期待に応える全固体電池の開発の成功例はなかった。ところが、2020年後半にクアンタムスケープ（QuantumScape）という秘密主義で知られるスタートアップが、この問題を解決したと発表したのである。そして同社は、この主張を証明するデータを明らかにした。
全固体電池の問題を解決する最初の会社
クアンタムスケープの共同創業者兼最高経営責任者（CEO）のジャグディープ・シンは12月8日、同社の全固体電池のテスト結果を初公開した。同社の全固体電池は、あまりに短い寿命や遅い充電速度など、これまで全固体電池を悩ませてきた主要な課題をすべて解決したのだとシンは主張する。
クアンタムスケープのデータによると、同社のセルは15分で容量の80％まで充電でき、800回の充電サイクルを経ても容量の80％以上を保持するという。しかも不燃性で、セルの段階で容積1リットル当たり1,000Wh以上の体積エネルギー密度がある。これは現在市販されている最高品質のリチウムイオン電池のエネルギー密度のほぼ2倍だ。
「わたしたちは全固体電池の問題を解決する最初の会社だと考えています」と、シンは発表に先立って『WIRED』US版に語っている。「ほかを寄せ付けない全固体電池のシステムなのです」
クアンタムスケープのバッテリーセルの大きさと厚さは、トランプ1枚程度だ。正極（カソード）材は現在のEV用バッテリーで一般的に使われているニッケルマンガンコバルト酸化物（NMC）で、負極（アノード）材は金属リチウムである。ただし、厳密にはアノードフリーの設計となっている。
バッテリーの使用時に放電すると、すべてのリチウムが負極から正極へと流れる。すると、負極側に残った空きスペース（人の髪の毛より細い）はアコーディオンのように一時的に圧縮される。バッテリーが充電されるとこのプロセスが逆転し、リチウムイオンは再び負極側に流れ込んでスペースを満たす。
「このアノードフリーの設計には重要な意味があります。現在の製造施設でリチウム金属電池を製造できる唯一の方法だと考えられているからです」と、カーネギーメロン大学でリチウム金属電池を研究するヴェンカット・ヴィスワナサンは語る。ヴィスワナサンはクアンタムスケープの技術顧問でもある。「アノードフリーは、この分野で大きな課題となってきました」
鍵となる新しいセパレーター
しかし、クアンタムスケープが達成した全固体電池におけるブレークスルーの鍵は、正極と負極の間に配置される柔軟なセラミックセパレーターである。この材質が固体の電解質を可能にした。