電池 コバルト 代替
化学者である私としては、リチウム、ナトリウム、カリウムの電池の材料研究がこれからそれぞれどのように発展するか、大変興味があります。, この他、今、国内外で研究されている電池としては、大手自動車メーカーが取り組んでいるリチウムの全個体型電池、マグネシウム電池、アルミニウム電池、空気電池、リチウム硫黄電池が期待されています。ナトリウムイオン電池やカリウムイオン電池についても全個体化の研究が活発化しています。, ――電池の開発はかつて日本が得意としてきた分野です。現在の研究水準や総合力をどのように見ておられますか。, 駒場 かつて電池研究は日本の独壇場で、リチウムイオン電池もニッケル水素電池も日本で開発、実用化されました。今も研究の総合力は高いですが、産業としてはなかなか厳しい。日本が強かったリチウムイオン電池の市場は成熟し、これからはコストが安い国が有利になるので、コスト競争では日本は太刀打ちできなくなります。, ただ、電池の安全性を高める技術は日本が依然優れています。EVでは、ガソリンタンクを電池に置き換えて走行するので、ガソリンと電池が蓄えているエネルギーは同じになり、発火の危険性が常につきまとう。もし、EVが走行中に電池が火を噴いたら、乗っている人の命に関わるので、安全性は非常に重要です。でも中韓も国策としてエネルギーや電池に力を入れているので、日本が勝ち続けられるかどうか分かりません。, 電極の材料研究では、大型放射光施設であるSPring‐8(兵庫県佐用町)も活用しています。充放電する電池の内部で化学物質がどう変化しているかを精密に見ることができます。物質探索の次の戦略を考えることができるので、大変役立ちます。, ――先生は「他の分野の研究経験があれば、研究の行き詰まりを打開できる」と述べておられます。ご自身の経験を基にそのわけをお話しいただけますか。, 駒場 私はもともと音楽好きの少年で、とくに理科が好きなわけではありませんでした。早稲田大学に入ってもオーケストラでトランペットを吹いていましたが、大学院生になった時に自分の書いた研究論文が世界で初めてだったと分かった時はうれしくて、いまだに、研究者人生を楽しんでいます。 こうした一連の改善により、電池容量は250mAh/gから420mAh/gに、劇的に向上したのです。, 駒場 そう簡単ではありません。リチウムイオン電池は今、量産されて価格が下がっています。中国や韓国のメーカーが生産拡大し、日本メーカーは押され気味です。このためコストが高い日本でナトリウムイオン電池を作っても、採算が合うかと言えば難しい。つまり、ナトリウムイオン電池の技術は出来ているけれども、リチウムイオン電池も進化しているので、実用化するにはそれを追い越さなければならないのです。, 電池の内部では、目に見えない原子レベルの化学反応が起きていて、その実態を突き止めるのは容易ではありません。リチウムイオン電池は1980年に材料が見つかり、ソニーが1991 年に実用化するまで11年かかりました。ナトリウムイオン電池もそれくらいの年月はかかると見なくてはいけません。 小型二次電池 リチウムイオン電池 ニッケル水素電池 リチウム(Li) コバルト(Co) ニッケル(Ni) レアアース等 希土類磁石 (Nd-Fe-B磁石) 小型モータ レアアース (ネオジム(Nd) … コバルトは多くの電気自動車用電池に使われている金属です。テスラが「コバルトフリー」の電池を採用することがニュースにもなっていますが、はたしてコバルトとはどんな「資源」 … リチウムイオン電池の原料として使用されているコバルト。価格高騰が問題となっているが、実は採掘地のコンゴ民主共和国では子どもを使った採掘が行われるなどの問題がある。こうしたなか、メーカーはコバルトの使用量削減や、コバルトを必要としないバッテリーの開発を加速させている。, TEXT BY ELLEN AIRHART
リチウム電池の現状 269 3. 一方でニッケルを含むことは低コスト化の阻害要因になるが、既存正極に比べニッケル量は同程度でコバルトを含まず、資源的に最も豊富で安価な鉄を含むため、既存正極の代替材料となる可能性が高 … リチウムイオン電池の正極活物質(正極材)とコバルト酸リチウム(LiCoO2:LCO)の反応と特徴 スマホ向けのバッテリーや電気自動車向けバッテリーを始めとしたリチウムイオン電池において、更な … 十数年前には「実現は無理。研究はやめた方がいい」と周りの研究者からも忠告されたが、ひるまず未踏の分野を切り開き、化学界の常識を覆した。 受賞歴: 2015年、第11回日本学術振興会賞。2019年、電気化学会学術賞。, Sponsor Content Presented By※日本IBM社外からの寄稿や発言内容は、必ずしも同社の見解を表明しているわけではありません。, ニューノーマル時代にアートが果たす役割——「アルス エレクトロニカ」が目指す未来とは, コロナ禍を機にデジタル化は10倍速、100倍速で進む――日本にとってはイノベーションのビッグチャンス, 化学者は究極のものづくりに挑む ――“美しい”分子には世界を変える無限の可能性がある. マグネシウムは電池の効率を高め、容量を増やす働きをします。実用化するにはさらなる改良が必要でしょうが、1つの到達点であると思っています。, 負極に使う炭素材料も工夫しました。ナトリウムの原子量は23で、リチウムの7より大きく、充電する時に炭素の中に入りにくい性質があります。それでは容量が増えないので、わざと炭素の原子の並び方を乱すことで非晶質炭素(ひしょうしつたんそ)として、炭素の中に原子レベルのすき間をつくり、そこにナトリウムが入りやすいように工夫しました。 リチウムイオン電池の電極材料には、リチウムの他にコバルトも使いますが、これもレアメタルです。価格が高いので、現在はコストを抑えるために、性能を犠牲にしてコバルトを使わないようにしています。 リチウムイオン電池からのレアメタルリサイクル(JX金属株式会社 環境リサイクル事業本部 敦賀工場) JX金属株式会社 環境リサイクル事業本部 敦賀工場(福井県) 同社では、使用済み携帯電話等に含まれるリチウムイオン電池、および自動車用リチウムイオン電池 … カリウムは地殻中に2.6%と豊富にありますが、原子量でみるとナトリウムやリチウムより重い元素です。ファラデーの法則によれば、軽い元素ほど電気を貯められるので、カリウムは本来なら電池に不向きです。しかし、やってみると驚いたことに、電圧はナトリウムイオン電池の3.5ボルトを上回り、リチウム電池と同じ4ボルトかそれ以上出るのです。 二次電池は充電により繰り返し使用可能な電池で,ニッケル-カドミウムやニッケル水素,リチウムイオン電池等の小型電池や,鉛蓄電池等の大型電池が知られています。二次電池は自動車や航空機,農 … 4.コバルト需要と供給 (1)コバルトの世界需給 世界のコバルト需給動向を表3に示す。Liイオン電池用コバルトなどの需要が堅調に伸びてきており,供給不足が心配される状況となっている。Liイオン電池の陽極材料としてコバルト代替材料が研究されているが,現時点ではコバルト … コバルトは、ジェットエンジン・ガスタービン向けの耐熱鋼やスーパーアロイ、永久磁石、炭化タングステンとの超硬合金等に使用されているが、足元では小型家電用および車載用のリチウムイオン二次電池への使用が急増している。 2018年3月から5月にかけて、コバルト価格は車載用リチウムイオン電池向けコバルト量の不足を懸念して一時90,000US$/tを超えていたが、8月以降は大きく下落し12月末までは55,000~60,000US$/tで推移していた。しかし、2019年に入り更に下落し、3月末現在では$31,000US… 車載用バッテリー(電池)とは何か、などの概要に関する情報ページ。車載用バッテリー(電池)の概要説明、用途、特徴などを掲載しています。EV(電気自動車)・PHV・PHEVの設計技術をこれか … Liイオンを電極に出し入れすることにより充放電を行うリチウムイオン2次電池に使われる電極材料のこと。正極材料の主流はLiCoO2(コバルト酸リチウム),負極材料にはカーボン(グラ … 貴金属に代表される稀少な元素を豊富に存在する元素で代替する元素代替研究は、日本発の研究概念である「元素戦略注3)」の柱として提唱され、現在さまざまな科学技術分野で活発な研究が行われています。均一系触媒分野における元素戦略研究は、有用な有機物質の精密合成を可能にすることから、注目されています。 リチウムイオン電池の電極材料には、リチウムの他にコバルトも使いますが、これもレアメタルです。価格が高いので、現在はコストを抑えるために、性能を犠牲にしてコバルトを使わな … コバルトを使用しない新たな電池 リチウムイオン電池の発明によって、スマートフォンやパソコンなど、電化製品は格段に薄く小さくなりました。その研究と開発で日本の研究者吉野彰さ … Copyright © mediagene Inc. All Rights Reserved. また駒場教授が今、強い期待をかけているのがカリウムイオン電池である。すでにリチウムイオン電池と同等以上の性能を確認した。カリウムも、ナトリウムと同じように地球上に豊富に存在している。 オールジャパンでコバルトの安定供給に挑む 日本企業も、ある程度のリスクを覚悟して資源を確保する必要性に迫られています。xEV向けリチウムイオン電池に必須であるコバルトの安定供給を実現し … 中国、韓国はじめ、欧州、米国、豪州も、ナトリウムイオン電池の研究で成果を上げています。リチウムイオン電池の研究では日本が圧倒的に強かったので、各国は「別の電池で追いつけ追い越せ」と、ナトリウムイオン電池に力を入れています。中国ではベンチャー企業が安く作って超低価格のミニEVに搭載する例まで登場しています。 小さいサイズでは、蓄電池を家一軒ごとに庭などに設置し、夜間電力や太陽光発電を貯めて、電気が必要なときに使えるようにできます。, いずれのサイズも、災害などの非常時や停電時に対する備えになります。専門家の話によると、こうした技術が広がれば、原発を減らしたり、火力発電所のピーク電力を抑えたりできます。また天候によって出力が変動する太陽電池や風力発電の有効利用ができるので、普及が促進されるでしょう。, ――実際に開発されたナトリウムイオン電池の特色を説明していただけますか。また、どのような改良を重ねられたのでしょうか。, 駒場 2009年に発表したとき、電池の容量はリチウムイオン電池の5~6割でした。もともとゼロから出発したので相当な進歩でしたが、これでは実用化は期待できません。世界中で研究が活発化した現時点では、容量はすでに9割に、寿命は同じ水準に達しています。 レアメタルに対して,ナトリウム、カリウム、鉄などは「コモンメタル(汎用金属)」と呼ばれます。リチウムとナトリウムは元素の周期表で隣にある元素で、性質が非常に似ています。ナトリウムは地殻の2.8%を占めるほど豊富、海水にも含まれていて低コストで入手できます。ナトリウムをリチウムの代わりに利用できれば、資源確保の問題は大幅に改善されるでしょう。だからこそナトリウムイオン電池の開発に取り組む意義は大きいのです。そこでリチウムをナトリウムに置き換える研究が世界で一斉に始まりました。, 図表2: 「元素周期表からみた電池~ポスト・リチウム」リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)は周期律表では隣にある。 資料提供:駒場慎一教授, 文部科学省は今、「元素戦略プロジェクト」を進めています。私たちの暮らしは多くの材料で成り立っています。資源の枯渇を見据えて、資源の豊富な汎用元素をベースに優れた材料を創出しようという計画で、私も参画しています。, ――定置型の大型ナトリウムイオン電池は、具体的にどのような使い方が想定されるのでしょうか。, 駒場 大きいサイズだと、原子力発電所や火力発電所の隣に巨大な蓄電所として建設します。電力需要が減る夜間の余剰電力を電池に貯めておき、昼間に使うのです。 ハイブリッド車は、ブレーキを踏むと回生ブレーキが発電して充電します。ナトリウムイオン電池は急速な充放電が得意なので、10秒程度であっても発生した電気を無駄なく電池に貯め込みます。また、アクセルを踏んで加速する時にも効果的です。 化学を応用して何かを作ろうとすれば無機、有機、物理、バイオなどの異分野との融合が極めて重要です。私は早稲田大学や岩手大学で、それらを幅広く学ぶ機会があったので、その知識を総動員すれば、6~7割は成功するという自信がありました。, 帰国後、2005年に東京理科大学に赴任し、新天地で新しい研究をスタートしました。それから電極材料などの開発に工夫を重ね、2009年、ナトリウムイオン電池が実現可能であることを世界で初めて実証し、困難を経て2011年に論文発表しました。, 図表1)「2009年、世界初の実証:ナトリウムイオン電池」 資料提供: 駒場慎一教授, 駒場 そうです。2011年の東日本大震災で原子力発電所が稼働しなくなりました。計画停電に備えるには、夜間電力や自然エネルギー発電を活用しなければなりません。それには電気を貯めなければならないと、にわかに環境が変わったのです。その目的に合うのは寿命の長い定置型の大型電池しかありません。 私は理学部の研究者なので、むしろ誰も成功していないという理由で、よりナトリウムイオン電池に興味を持ち、その研究に意欲をそそられるようになりました。 今、電池技術の分野は熱い。SDGsの普及やIoTのテクノロジー進化と共に、電池技術の重要性が高まってきた。特に電気自動車の影響を受け、蓄電池の性能と安全性、枯渇が進むコバルトの代替 … 濃厚電解液はカリウムイオンの濃度を高めた溶液で、ジメトキシエタンという有機溶媒を用いました。それに正極と負極を合わせた3点セットで電池を組むことができます。正極はプルシアンブルーという、ドイツで発明された鉄やカリウムを含む青い顔料です。負極はリチウムイオン電池と同じものを使います。電流を流す負極の基板には、リチウムイオン電池では銅箔が必要でしたが、これをアルミ箔で置き換えられます。銅は10円、アルミは1円硬貨の主成分ですから、電池の低コスト化がさらに進みます。 電子機器メーカーや電気自動車(EV)メーカーは、大金を払ってこうした残虐行為に加担したくはないと考えている。こうした理由もあり、自社の電池に使用するコバルトの量を減らそうとしてきた。 例えば、テスラに電池を供給しているパナソニックは2018年5月末に、コバルトを必要としない電池を開発中であることを明らかにしている。そして同社にとって役立つことがある。グッドイナフなどの研究者はすでに、コバルトを必要としない充電式バッテリーも開発しているのだ。 リチウムイオン電池では … コバルト代替リチウム電池正極材料 132 7.7 電池材料のリサイクルについて 136 7.8 蓄電デバイスにおけるリチウム 136 8 希土類元素フリーのマグネシウム(Mg)合金 千野靖正 138 8.1 はじめに 138 8.2 … [18日 ロイター] - 電気自動車(EV)向けのリチウムイオン電池に不可欠で高価なコバルトの代替品を開発する競争が激化する中、米IBM
専業主婦 なく ならない, It 登場人物 比較, 松本人志 娘 名前, 羽生結弦 ロミオとジュリエット 衣装, ベース ギター チューナー 違い, 西表島 星野リゾート 撤退, 大人 っ ぽい 女の子 イラスト, 白夜行 キャスト 相関図, 夕飯 おかず 簡単 人気, コンフィデンスマンjp 撮影時期 竹内結子, 三島屋変調百物語 おちか 結婚,