世界のEV化は一気にはならない近年排ガス規制に基づくエンジン車を規制し電動車の普及を目指した規制が世界の趨勢なっている。現在明らかになっている世界の規制は以下の通り。・英国・フランス・・・2040年までにガソリン・ディーゼル車の国内販売禁止。カリフォルニア州など10州が独自にZEV規制を導入。コとを義務付ける制度です。販売しなくてはならないというもの。対象はEV、PHV、FCVで日本勢が得意とするHVは含まれていない。・欧州連合(EU)・・・CAFÉ(コーポト・アベレッジ・フュエール・エコノミー)とよばれる方法で、個別モデルでは無くメーカーの平均値で規制するのが特徴。2021年から規制される。(しかし2021年でこの欧州規制をクリア出来るのは中国企業傘下のボルボとトヨタ、仏ルノー・日産、印タタ傘下のJLRの4陣営のみと言われている。)こうした各種規制の台頭により、特に世界最大の市場である中国の規制によりこれまでEVを最優先にしてこなかったメーカーも対応に追われている。中国のNEV規制や米国ZEV規制ではHVが除外されているため、HVでは圧倒的に強かったトヨタもマツダと組みEVの開発に本格的に乗り出した。両社はEV用バッテリーを現在の有機液体型ではなく、発火の心配が無く、長寿命、省スペースが期待できる全個体電池の開発を2020年中ごろまでに行うとしている。以上の様な規制の動向からEVの普及が一気に進む様な状況ではあったが、まだ課題も沢山ありそうはいかない事になってきているようだ。・資源調達の問題や電池生産性が高くないことから電池の調達が間に合わない(米ステラ)・電池性能がまだ不十分で航続距離が一般的にまだ足りない。・充電時間に時間が掛かる。・まだまだ電池の価格が高く車の価格に対するコストウェイトが高い。・また重量も重く燃費を下げる原因でもある。本体を軽量化するには材料(アルミ等)高額となる。・高速道路や住宅地などの人々の移動に関わる場所により多くの充電施設が少ない。・ガソリン価格が安くなっているので革新性だけではゼロエミッション車は広がらない。・エコカーとみなされなかったHVが色々姿・技術を変えて台頭してEV化を阻んでいる。・規制に対応出来ないメーカーがある。上記の内技術的課題をクリアするための方策として各種の対応策が出されている。その1.マイルドHV欧州規制CAFÉをクリアするための対策マイルドHVというのは、通常のHV(ストロングHV)と違い小さなモーター、電池系で、発進時の始動に補助的に使われる。利点は電圧が低い(48V)(ストロングHVは200V)ので安全機能にたいするコストが低い。燃費の改善は少ない(約1割)だが21年の欧州規制をクリアするためには、EVが間に合わない状況で注目されるようになった。ストロングHVでトヨタの先行を許した欧州勢大手が部品メーカーも巻き込んで規格を共通化しコストを削減する戦略で、カリフォルニアのZEV規制や中国のNEV規制とは異なった方式の規制だ。従って欧州規制(平均燃費改善)にたいしてストロングHVは大きな優位性を持っている。その2.シリーズHVエンジンで発電しモーターだけで駆動する独自のハイブリッド技術「eパワー」は「シリーズ・ハイブリッド」と呼ばれ、EVの様な加速性とガソリン車並の航続距離の両立で人気を呼びつつある。その3.レンジエクステンダーマツダは夢のエンジンと呼ばれたロータリーエンジンは一定の回転数で発電し続ける条件下であれば、小型高出力という特徴を活かせることで、航続距離を伸ばすレンジエクステンダーとして19年に復活させる見込みだ。現在の米・中のCO2排ガス規制では前述の通り、HVはエコカーに含まれていない。EVが一気に広がるとも思われない各種状況のため、上述した方式による電動車が当面は並行して普及して行くと考えられている。CARに挑む、攻防・電動化シリーズ1~4他を参照した)今回のブログの主旨は、エコカーとして世界中の車が一気にEVになってしまうのではないかという現状だが、実はEV化にはいろいろ課題があって一気には増えずまだしばらくは時間が掛かりそうだということです。すると現在やや未来先取的な感じのあるFCVとも歩調があってくるのでは無いかと言うことです。メーカーの機種・生産動向、その他色々ありなかなか全体把握が大変ですね。今後車載用電池に関する新しいニュースが出たらまた紹介したいと思います。ご訪問ありがとうございました。微弱なエネルギーが溢れている。これらの身の回りの微弱エネルギーで電気を起こすことを一般に環境発電と呼んでいたが最近ではエネルギーハーベスティング(微弱エネルギーの収穫)と呼ばれているようだ。光と風とについては、ご存知の様に大規模な発電装置もでき一般電力としての利用も高まってきた。その他は大きな電力を取り出す装置化に至らず十分活用されていない状態であった。近年あらゆるものがネットに繋がるIoTが広がり、センサーや送信技術の発達と共にこの信号を送信するための分散電源の必要性が高まってきた。この電池はそれほど大きな容量はいらないが、一つ一つのIoT機器に必要なため、交換等の手間がかからない二次電池と発電機器が必要だ。よる発電装置が盛んに開発されるようになった。其の具体例を幾つかご紹介したい。例1.マンホールのフタの裏に下水道の水位や温度、位置情報を測るセンサーを仕込んでセンサーで各データをとり、通信機器で其のデータをクラウドに送る。その電気は昼間太陽熱で照らされ熱くなったフタと底を流れる下水との温度差で熱電変換素子が熱を電気に変えることで得えられる。通常の電池では交換日管理や交換に手間や費用が掛かるが、温度差発電でそのコスト低減を図る。(後記の2サイトご参照)クラウドwatchより例2.コマツ子会社のKELKの装置は、工場機器の稼働熱と外気との温度差で発電し、温度や振動等のデータをクラウドに送信し、工場の機械の管理と実施する。その素子は2~3°Cの温度差があれば100μwの電気を作り出せる。超小型化を図り、ボルトの中に組み込んで使うタイプも開発が進んでいる。使ったセンサーが開発されている。一般的な太陽電池は数万から数十万ルクスの光を必要とするが、フジクラの太陽電池は室内証明程度の300ルクスで24時間センサーを動かせる。フジクラが手がけるのは気温や湿度、人感など5つのセンサーを組み込んだユニット。光合成する植物の様に光を浴びた色素が電気を帯び電解液を通じて電極に電気を運ぶ。橋梁の橋桁等に設置され建て替え時期の見極めに使われてている。電流計はこの原理で発生した電気を測定しているが、大型過ぎ自動送信しない。これを、工場などの設備の電源ケーブルにクリップの様な形状のセンサーを着けるだけで電流量を測定し、更に自動でデータをクラウドに送信することで設備一つ一つの消費電力を一箇所で管理出来る。私案で恐縮だが、私が常々考えているのは、階段での発電だ。大きな駅では毎日何万人もの人が階段を利用する。床では人の足による圧力は体重程度しか無いが階段では登りも下りも勢いが付いているので体重以上の圧力がかかっている。これを利用しない手はないのではないか。一つは、車道の交差点やETCのゲート等一旦車が停車するところは圧力が得られるのではないでしょうか。今のところこれらの圧力発電の情報を十分集めてないので今後ウオッチして起きたいとおもいます。脱線しましたが、この原理を利用した例が東京都心の地下街に設置されている。シャッターの降下時に人が挟まれると座板が押され内臓のバネが伸縮し、この動きで発電し無線でシャッターを止める信号を送るシステムだそうだ。公共の電波を電力に変える研究が進んでいる。参考サイト:「環境電波の電力変換技術」って何だ?本件で新しい情報を入手したらご紹介したい。かな光による発電、磁気による発電、圧力に依る発電身の回りにある微弱エネルギーで発電しIoTを回すにコメント電気自動車EV用リチウム資源の現状パソコンやスマホ等携帯電子機器等の電池はこれまでリチウムイオン電池が使われてきた。リチウムは全量輸入しているのだが資源問題はそれほど大きくは取り上げられなかった様に思う。エコカーとしてのHVやPHV、特にEVには大量のリチウムイオン電池が必要なため、その主要原料であるリチウムが逼迫すると考えられてはきた。以前からリチウムを使わない電池も研究・開発され始めてはいるが、すぐにリチウムに置き換わる電池はなく、当分の間はリチウムイオン電池が主流と考えられている。リチウム資源獲得競争が始まったのは中国の自動車政策が原因だ。中国は19年から自動車メーカーに一定比率のNEVの製造販売を義務付ける規則を導入すると発表した。世界最大の自動車生産国となった中国が電気自動車EVへの転換を目指す方針を打出したため、電池の主要原料であるリチウム価格が高騰し、世界的なリチウム争奪戦が始まった。中国は自国にリチウム資源を持つが、中国企業は今後の需要増を見越して現在世界の半分を生産するチリやアルゼンチンやアフリの鉱山を買収し、更に豪州の鉱山開発にも資本参加している。)と住友商事等がウユニ湖でのリチウム開発をボリビア政府と締結した。(日経新聞より)(埋蔵量については、ウユニ塩湖を有するボリビアやブラジル、ロシアやカナダ等があり今後のUSGSのデータに注意する必要がある。)尚オーストラリアが埋蔵量の割合に比べ生産量の割合が大きいのは、生産方式の違いに依る。チリなど南米では塩湖に含まれるリチウムを天日干しにして採取する手法で時間がかかる一方、オーストラリアでは鉱石から精製する仕組みのため南米の手法よりも効率がよいためだ。南米のリチウムはいずれも塩湖から採取している。ボリビアはウユニ塩湖、アルゼンチンはリンコン塩湖がある。(朝日新聞より)最近ウユニ塩湖は観光で脚光を浴びているが、リチウムの生産でも今最も注目されている。以下リチウム資源関連サイトを付記します。最後に、現在は全量輸入に頼っている日本ですが、明るい未来を感じさせる記事がありますのでご紹介します。中国自動車政策、JOGMEC、チリ、ボリビア、アルゼンチン、南米電気自動車EV用リチウム資源の現状にコメントリチウムイオン電池はまだまだ進化するEV(電気自動車)用バッテリーとしては現在リチウムイオン電池が使われているがこの電池はまだ性能的に不十分でまた液体の有機物を電解質としているため、液漏れ、燃焼等の危険性を含んでいる。この欠点を改良する方法として各社で固体の電解質を用いた全固体蓄電池の開発が進んでいる。トヨタの予定としては2020年代前半に実用電池を開発し、2030年頃に量産しEVへの搭載が始まるとしている。(これについては前回のブロクご参照)しかしながら固体電池にも急速充電の問題(内部に結晶ができてショートする)や組立時の問題(電解質に硫黄が含まれているため空気に触れるとガスが発生する)の問題があり量産の見通しは立っていないため、一気に現行リチウムイオン電池に取って代わることにはならないと考えられている。その間、従来のリチウムイオン電池もいろいろ性能向上が図られており、固体電池が完成しても簡単には置き換わらないと予想される。(図は最後のサイト内より)現在行われているリチウムイオン電池の改良の一部は以下の通り。有機電解液は主にリチウム塩(リチウムイオン)とこれを溶かす溶媒からなる。一般に非常に多くのリチウム塩と溶媒があるが、以下に一例を示す。・リチウム塩:LiPF6(六フッ化リン酸リチウム)・溶媒:EC(炭酸エチレン)、EMC(炭酸エチルメチル)など1)横浜国立大の渡辺教授はこれまでに較べてリチウムイオン濃度を3倍にした電解質を開発した。溶媒には「グライム*」と呼ぶ有機溶媒を使用した。結合する条件を見つけた。東京大学の山田敦夫教授らは2014年、濃厚電解質を使うことにより電池の充電時間を3分の1にすることに成功した。2107年にはリン酸トリメチルと呼ぶ燃えにくい有機溶媒を活用し、火を近づけても引火せず、200°Cまで加熱すると火を消す蒸気が発生するという消火剤としても働く濃厚電解質を開発した。LCO)が主に採用されていた。スクが高いため、代替材料の検討が進められている。:LMO)、ニッケル系(LiNiCoAIO2:NCA)、鉄系(LiFePO4:LFP)など複数の材料系が実用化されていると共に、現在も改善・改良が進められている。ケイ酸塩系が次世代材料候補として注目されている。このような状況の中で、光学ガラス大手のオハラは独自に開発したLICGCと呼ぶガラスの材料を正極に混ぜて使い試作した電池では、出力や容量の向上、充電時間の短縮、零下20°Cでの充電での容量の増大を確認した。岡山大の寺西助教はリチウムイオンを引きつける性質を持つ金属酸化物に注目し、チタンやバリウムを含む物質を粒子にして正極の表面に付け試作した電池では通情の5倍の速さで充電することができた。以上の様に、現行液体電解質リチウムイオン電池の改良で、充電が速く、容量が大きい等電池性能が高まればまだまだ次世代電池に取って変わられることはなさそうだが、はたしてどうか。現在リチウムイオン電池の負極材は黒鉛が主に用いられている。高容量の負極材として理論的にはシリコン系合金が黒鉛に較べて10倍以上の容量(リチウムイオンを保持することが出来る)を持つと見込まれているため、各社が研究開発されている。充放電時の体積変化が400%にもなり、電極の構造破壊を引き起こしやすく、充放電サイクル寿命が短くなるという欠点があった。電池メーカーは各社この問題の克服に苦心しているらしい。最近のニュースでは1)大阪のベンチャー企業アタッカート(参考1)が、リン酸やケイ酸の化合物を使うことで剥がれを防止する接着剤を開発し、充放電の繰り返しでも剥がれをなくすことに成功し、電極単体の性能は炭素材料の約10倍に向上し、電池としての容量が1.5倍になったとしている。今後他社も技術開発が進めば、負極はシリコン系が主流となりそうだ。参考1)ケイ酸系無機バインダーを用いたSi負極の電極特性2)東芝は負極の材料にチタンとニオブの酸化物を使い微細な結晶が揃うように合成したところリチウムイオンが入り込み易くなり容量が高まった。其の結果従来の5倍の電流で充電が可能となり、6分間で容量の90%まで充電出来るようになった。従来は80%の充電に30分間かかっていた。試作電池による充放電の繰り返し実験では5000回でも性能低下はなかった。マイナス10°Cでも急速充電が出来た。炭素の負極に多くの電流で充電すると析出して性能が落ちたり、劣化が早まったりしていたがチタン・ニオブ酸化物はこうした問題が置きないという。今回320km走行の見通しが得られたが、今後6分間の充電で400kmの走行出来る電池の開発を目指すとしている。今後車載用をメインとして現行リチウムイオンの性能向上と全固体リチウム電池及びポストリチウムイオン電池との開発競争から目が離せない。リチウムイオン電池はまだまだ進化するにコメント電気自動車(EV)用「全固体電池」が進化中ガソリン車に変わる次世代のエコカーとして10年程前まではFCV(燃料電池車)が本命視され、水素供給基地等のインフラが整備されるまでの繋ぎとして、ハイブリッド車(HV)が位置するだろうと考えられていた時期があった。電気自動車(EV)は電池が高価でその性能が低く、航続距離がガソリン車と太刀打ち出来なかったためだ。電池(リチウムイオン電池)の性能が上がり、環境対策として欧米の政策や大消費国中国の国策等の影響から、近年世界の潮流は圧倒的に電気自動車(EV)が主流になって来た。それでこれまでHV、PHV、EVと距離を置いていた(かのように見えた)トヨタも大勢力をつぎ込みEVの開発に乗り出した。車載用電池としてリチウムイオン電池に換わる全固体型電池が本命視している。現在エコカーと呼ばれているハイブリッド車(HV)、プラグインHV車(PHV)、そして電気自動車(EV)はいずれもリチウムイオン電池を使用している。そのリチウムイオン電池はリチウムイオンの通り道として現在は有機液体電解質が使われており、電池性能として航続距離が短い、充電時間が長い、そして液漏れや発火等の安全性の問題があるとされている。安全性の問題に関しては燃えない物質でできないか、液漏れしない固体できないかと20年以上前から考えられていたのだが、リチウムイオンがスムーズに流れる(イオン伝導率が高い)固体電解質の開発が成功しなかった。◯固体電解質の開発2011年トヨタと東工大の菅野了次教授(参考2-1)が共同で従来の液体電解質よりリチウムイオンを通し易い新しい固体電解質を開発した。リチウムイオンの通り易さを示すイオン伝導率の数値で従来の電解液を超えた。2016年には塩素イオンを加えることによりイオン伝導率が従来の液体の電解液に較べて2倍、出力は3倍以上となった。イオンが動きやすくなると電池の出力が高まり、EVでの発進や加速などが向上することが期待される。これで全固体型蓄電池(参考2-2)の可能性が一気に高まった。充放電を1000回繰り返しても容量は殆ど落ちなかった。高田副拠点長は従来一般的に使われてきた炭素をシリコンに置き換えた新しい負極を開発した。この負極は容量が既存のリチウムイオン電池の約10倍となり電池全体の容量は1.5倍に増大した。シリコンは充電する時に体積が4倍に膨らむためこれを抑制した上での産化技術が検討されている。大阪府立大学の辰巳教授らは、正極材料に硫化リチウムを混ぜた物を使用し、リチウムイオンを動きやすくした。結果正極の容量も2倍超となった。この試作電池はでは2000回の充放電の繰り返しにも劣化しなかった。電極材料のコバルトを電解質にも加え、固体電解質を電極と一緒に焼き固めた電池を試作し、4000回の充放電を繰り返しても当初の8割の容量を保つことを確認した。上記の様に期待を集める全固体型リチウムイオン電池だが、固体電解質にはまだ1.急速充電で内部に結晶(デンドライト)ができショートする問題2.開発された固体電解質は硫黄を含んでいるため空気中の水分に触れるとガスが発生する等の問題がある。これらの問題解決の先には更に量産化技術の確立が控えている。競って固体電解質使用の全固体リチウムイオン電池の開発を競っている。上記の様に現状は全固体型電池は開発途上であり、特に化学反応のメカニズム解明が必要と考えられている。出遅れていたトヨタは2020年代前半までの実用化に向け、EV用次世代バッテリー「全固体電池」の開発を急いでいる。ハイブリッド車(HV)などを含めた電動車の販売を2030年ころに全販売台数の50%程度まで引き上げる計画を明らかにした。具体的には、電気自動車(EV)と燃料電池車(FCV)で100万台、HVとプラグインハイブリッド車(PHV)で450万台、合計550万台の電動車販売を目指す。EVを2010年に出していた日産は20年代の後半に固体電池での実用化を目指すとしている。全固体電池は、自動車メーカー以外にも様々な企業が研究に取り組んでいる。あの家電の英ダイソンが全固体電池を載せたEVを20年までに売り出すそうだ。今後各社の全固体電池関連ニュースに注目して行きたい。協業について検討を開始そもそもトヨタは現在のどの会社よりも早く電池開発に関心をもっていたのだ。(自動織機を開発した豊田佐吉は1925年、革新的な電池の発明に資本金と同じ金額(当時の100万円)の賞金を掛けていた。先日(12/7,8,9)東京ビッグサイトで開催された「環境とエネルギーの未来展エコプロ2017」に行ってきた。本イベントは環境に配慮した製品やサービスを展示し、「持続可能な社会の実現に向けて」をテーマに600以上の会社・団体が出展。Goals)に対応し、リサイクル技術やクリーンエネルギー関連の展示がされた。詳細は主催のHP参照。この中で特にCNF(セルロースファイバー)について各社資料を参考に其の一部をご紹介.(ナノセルロースサイト写真から)各社カタログを入手したが、偏り無く伝えていたのは産総研の資料だったので主にこれを元に説明します。セルロースナノファイバー(CNF)とは、一言で言えば植物繊維をナノメートル単位にまで微細化した物です。<製造プロセス>植物(木、竹、草等)→チップ→脱リグニン→パルプ→下記A、B処理A:パルプを化学薬品で前処理し物理的に解繊する。完全ナノ分散した約3ナノメートルの透明なCNFとなり工業用として幅広く活用される。2カルボキシメチル化(CMC)したものは数ナノから数百ナノとなり、食品・化粧品の増粘、分散安定剤として使われる。B:パルプを前処理せず1濃硫酸で分解するセルロースの短繊維(ミクロフィブリル)が非結晶領域で分解され紡錘状の結晶が得られる。これはセルロースナノクリスタルと呼ばれている。(現在メーカーはカナダの2社のみ)2機械処理だけでセルロースをほぐす次の3工程で細かくする。(1)剪断・・・約2500気圧に高めたパルプ分散液を極細のノズルを通して細く裂く(2)衝突・・・2つのノズルから相対速度マッハ4の高速で溶液同士をぶつけて砕く。(3)キャビテーション・・・ノズルから噴射する時に急激に圧力が下がり気泡が生じ、この気泡が破裂する時の衝撃で更に細かくなる。これで約20nmの大きさになる。生産性は高く、低コストで製造出来る。C:チップをそのまま解繊(解きほぐす)セルロースの表面にリグニンが付着しており、分散もしていない。外観もリグニン由来の茶色となる。リグノセルロースとよばれる。特殊セルロース:微生物を使って生合成する糖質、グリセリンを原料として酢酸菌という微生物にセルロースを合成させる。このセルロースは「バクテリアセルロース」と呼ばれ、食用、工業用に用いられる。Payen賞を受賞しました。注3)TEMPO酸化、少し詳しくはここから<会場の写真及び展示パネル>企業や大学・団体等の研究・開発状況を紹介する展示パネルを撮影したので幾つか貼付します。(尚スマホで撮影したので細かい字は見えず概要のみでご了承下さい)最後に、環境省が主催するCNVプロジェクトをご紹介。応用の高度化及び製品の多様化に注目して行きたい。エコプロ2017、ナノセルロース、CNFエコプロ2017、ナノセルロース(CNF)展にコメント日本の太陽光パネルメーカーの生き残る道は?日本の太陽光パネルの世界シェアが10年前から大きく後退してしまっている。(2005年)日本の太陽光パネルが世界の生産量の上位トップ5社の中で4社を独占していた。(1位シャープ、2位Qセルズ(独)、3位京セラ、4位三洋電機、5位三菱電機と日本勢は約50%を締めていた。5位ハンファQセルズ(韓国)と日本勢は5位以内には入っていない。なんと10位圏外に陥落してしまったのだ。液晶やELも最初に革新的な製品を出しながら、結局は外国勢に負けてしまったパターンと同じだ。携帯は国内だけで生き残っているためガラパゴス携帯(ガラケー)といわれている。太陽光パネルで日本勢が外国勢に負けた理由としては次の様な要因が揚げられている。1.外資参入を阻む複雑な流通2.買取制度によるコスト意識の低下3.国内製を好むユーザーこのよう国内向き志向な要因で価格競争力を失い外国勢に席巻されてしまった。海外ではパネルメーカーがパネルの施工・保守までを一気通貫で行う。これに対し日本では中小工務店が施工を担当するが、メーカーと工務店の間に住設機器販売店が存在するので、どうしてもコストが上昇する。日本の狭くて複雑な形状の土地や住宅・ビルの屋上にパネルを置くには中小工務店が必要だった。再生エネでつくった電気を一定期間決まった価格で買い取るFIT制度が始まったのが12年7月。太陽光の場合当初は普及促進を狙い1kw時40円と非常に高額に設定された。導入には効果が大きかったが結局この高さがユーザーのコスト意識を薄れさせメーカーのコストダウン努力にブレーキを掛けてしまった。買取価格は年々引き下げられて現在1kw時21円になっており、18年には20円、そして数年後には10円前後まで下がる見通しではある。中東のドバイでは4円で売電しても採算があう太陽光発電がある。世界1位のジンコ・ソーラーと丸紅が3円を切る事業に着手しているのだ。日本のユーザーは、工務店が安い外国製を提案しても、割高な日本メーカーの方を選ぶという。その心理は住宅を一生の買い物と考えることから屋根の上のパネルも同じような感覚を持つため、安さよりも信頼感や知名度に重きを置くためだそうだ。最近は消費者も割安な海外パネルに目を向け始めている。パネルの生産増大に関して、中国の上位メーカーは日本メーカー京セラの年間出荷量に当たる分程の生産能力増強を毎年実施しコスト競争力を高めている。日本のメーカーはパネルを単体で売る事業モデルはもはや出来なくなった。生産量では外国勢に席巻されてしまった日本メーカーだが日本のパネル開発力はトップレベルを走り続けており、その技術には世界が一目置く。其の1.今年のノーベル賞候補にもあげられた、桐蔭横浜大学の宮坂力特任教授が開発した薄くて軽い「ペロブスカイト型太陽電池」だ。薄膜型で軽く圧倒的に低コストで作成出来る。性能もシリコン製に近づいている。其の2.カネカも8月NEDOとエネルギー変換効率が結晶シリコン太陽電池では世界最高の変換効率26.63%の太陽光電池を開発した。其の3.変換効率60%以上が期待される量子ドット太陽電池の開発も進行中だ。これらの新型高変換効率の太陽光電池の製品化を行うことができれば再び日本メーカーが躍進する日がくると期待できる。ところで、外国製の安いパネルを使って日本が活躍する方法もある。商社の丸紅は外国製の安いパネルで大規模な発電所の建設をアラブ首長国連邦ドバイで行っている。japan今後もどしどし世界各地に建設してもらいたい。開発関連1宮坂力特任教授が開発した「ペロブスカイト型太陽電池2NEDOとカネカが開発の換効率が26.63%の太陽光電池3量子ドット太陽電池1.高度な製品・システム関連(ZEH)1資源エネルギー庁2セキスイ尚本稿は日経産業新聞10.25他を参照した。HEMS日本の太陽光パネルメーカーの生き残る道は?にコメント2017年ノーベル賞結果(科学系3賞概要)今年の自然科学系ノーベル賞の発表が終わった。残念ながら日本人の4年連続受賞はならなかった。中から1件だけ選ばれることは大変なことと改めて思う。今年2017年の受賞者とその業績について簡単にまとめておきたい。:米国3人ジェフリー・ホール氏(米ブランダイス大名誉教授、72歳)、マイケル・ロスバッシュ氏(同大、73歳)、マイケル・ヤング氏(米ロックフェラー大教授、68歳)受賞業績:約1日周期の体内時計の仕組みを明らかにした。容:人間の身体は,24時間のリズムで変化しています。(概日リズム)と呼びます。一般には「体内時計」と言ったりもします。この概日リズムの研究はまず1930年代植物について、次に1970年代にカリフォルニア大の2人の博士によってショウジョウバエに突然変異を起こさせ、睡眠時間の異常から染色体の一定領域にリズミにかんする遺伝子があることを突き止めました。今回の受賞者によりこの遺伝子を最終的に特定しピリオド」と名付けられた。ピリオドによって作られるタンパク質は夜間に増え昼間分解され生体内でタンパク質の量を調製することで体内時計の仕組みが出来ている。睡眠や体温、血圧の調整、ホルモンの分泌にも影響していることが分かってきた。業績役割:ホール氏とロスバッシュ氏のグループとヤング氏のグループが1984年に独立に関与遺伝子を発見しピリオド遺伝子と命名。ヤング氏らは1995年,概日リズムを生み出すもう1つの遺伝子,tim(timeless)遺伝子を発見。参考サイト:新聞各誌と以下のサイトを参照した。1.日経サイエンスコメント:分子生物学者で青山学院大の福岡伸一教授は、「高等生物で遺伝子と行動との関係を最初に解明し、行動の様な複雑な生命現象も遺伝子で説明出来る筋道を付けた」と話す。LIGOを使い、アインシュタイン博士が100年前に予言した時空の歪み「重力波」の観測に世界で初めて成功した。受賞者の役割:ワイス名誉教授はレーザーと反射鏡を用いた干渉計という手法を使って重力波を観法を提案。ソーン名誉教授は重力波の理論の確率に貢献。バリッシュ氏は計画を大規模な国際研究プロジェクトに発展させた。3人はLIGOの建設と運営で中心的な役割を果たし、世界に置ける重力波研究の基礎を確率した。金:1億2000万円をワイス氏が半分、残りを2人で分け合う。今回の受賞には日本人が大いに貢献している。新たなノイズ源を次々に見つけ出し、僅か半年でLIGOの感度を1000倍に高めた。これでプロジェクトに予算が付くきっかけを作った。現在はKAGURAで中心的な役割。92年ドイツに渡り鏡の配置や位置を工夫して、レーザー光から重力波の微弱な信号を効率よく取り出す手法を考案した。この方法はLLIGOやViragoやKAGURAにも採用されている。(東京都)から8年前に米カリフォルニア工科大に移り重力波の検出に直接携わった。重力波とはそもそも重力波とはブラックホール等の非常に重い天体が運動する際に、時間や空間が伸び縮みする現象。アインシュタインが1916年に一般相対性理論で存在を予言した。歴史ここからLIGOはレーザー光で、重力波による空間の伸び縮みを超高精度で測定するもので、本格観測を始めた直後の2015年9月、約13億光年先にあるブラックホール2つからなる連星が衝突・合体した際に生じた重力波を捉えた。米国のLIGOと欧州のVIRGOのチームは8月14日共同で重力波を検出したと発表した。VIRGOでは初めて、LIGOでは4度目。3台で同時観測することでLIGO2台だけのときよりも重力波の発生領域を10分の1に絞り込めたそうだ。重力波観測が軌道に載った今後は、世界の研究者は日本のKAGURAの動向に注目しているそうだ。LIGOやViro以前は日本のTAMA300という装置が世界をリードしていた実績があり、LIGOで米国に感度や性能で追い越されたものの、新装置KAGURAで追い越しを狙っているから。KAGURAは検出器の振動を極力抑えるため地下環境とで極低温での測定という2つの大きな長所がある。KAGURAの完成がもう数年早かったら・・・という思いは日本の研究者にはあると思う。これから新発見が続々でてくることを期待します。受賞者:スイス、米国、英国の3氏。選考委員会は「生化学を新しい時代に導いた」と高く評価。クライオ電子顕微鏡は蛋白質などの生体組織を液体窒素で瞬間冷凍させ観察することで生体に近い状態のまま高解像度で観察できる。これによりウィルスなどタンパク質の構造を原子レベルで解析することが簡単になった。これらの成果は生命科学と創薬の研究開発に大きく貢献した。研究開発の経緯:従来ある電子顕微鏡は真空にする必要があり、電子を照射することにより水分が蒸発し、構造が破壊されてしまい生きたままの状態で見ることが出来なかった。ヘンダーソン氏はグルコースでタンパク質を被うことで電子顕微鏡の真空空間でタンパク質が乾燥しないことを発見し微弱な電子ビームを使うこと等の工夫で電子顕微鏡による生体を観察することに成功。フランク氏は其の技術を更に向上させ、2次元画像から鮮明な3次元画像を再現する方法などを考案、デュボシェ氏は液体窒素で-160°Cに冷やしたエタン中で生体試料を急速冷凍することで生体分子の立体画像を正確、鮮明に観察出来る手法を考案した。今年の科学系は意図されていたのかどうかは不明だが、単品系ではなく、自然・人間の本質に迫る内容で統一されているようだがはたして・・・。参考サイト3の中の言葉から抜粋。未分類2017年ノーベル賞結果(科学系3賞概要)にコメント4年連続なるか。日本人ノーベル賞受賞10月に入るとすぐに恒例のノーベル賞だ。自然科学系3賞は、10月2日に生理学医学賞、3日に物理学賞、4日に化学賞がそれぞれ発表される。昨年は東工大の大隅良典栄誉教授が生理学医学賞を受賞し、4年連続で日本人受賞者が誕生するか期待が高まる。以下3つの分野で、私の独断も含めて今年受賞の有力候補者と其の研究内容項目を挙げる。体内の異物に抵抗する免疫ブレーキ役のたんぱく質「PD―1」を発見。PD―1の働きを抑えれば、免疫細胞によるがん細胞への攻撃が再活性化することを発見し、これを応用した小野薬品工業の抗がん剤「オプジーボ」の開発につながった。日本のノーベル賞と言われる京都賞を受賞。コレステロールを下げる薬の開発につながった物質「スタチン」を発見した。受賞したガードナー国際賞を受賞。日本国際賞、ラスカー賞なども受賞している。はじめとするアレルギーの予防・治療が可能になるかもしれない夢の細胞「制御性T細胞」の発見。年ごとに受賞分野に傾向があるといわれているので17年は天文・素粒子分野からの受賞が濃厚だ。いう新しい分野を切り開いた。早すぎるような気もする。82年の開発から既に30年以上、最強の座に君臨している。ネオジム磁石でモーターに革命的変化をもたらし、産業用ロボットや電子機器、EV等への貢献度は非常に大きい。IGZO」、アンモニア合成触媒(化学賞だが便宜的にここに記載)の開発。どれもノーベル賞級の発明だと思う。幅広い分野から選ばれる。昨年は有機化学分野の「分子機械」が選ばれたため、今年17年は生化学や材料などの研究者が有力と言われている。言っても、「広く世界中の産業、生活に役立っている製品の開発に対して」であれば何と言ってもリチウムイオン電池ではないだろうか。反応を活性化する触媒の研究に取り組み、「酸触媒」という触媒に特殊な分子を結合させると、目的の物質を効率的に取り出せることを発見した。歴代のノーベル賞受賞者が事前に受賞した人が多い、「ロジャー・アダムス賞」を受賞している。日本人ではノーベル化学賞を受賞した野依良治氏に続き2人目。作成で人工細胞や膜たんぱく質などの研究が進展した。細胞では脂質分子が二重膜を作り、外界と内部を隔てる。この膜は極めて破れやすく、人工的に再現するのは不可能と思われていた。