大阪市大複合先端研究機構、産学連携で水素研究－人工光合成活用した発生装置開発

日刊工業新聞掲載日 2013年12月11日

　大阪市立大学複合先端研究機構の神谷信夫教授、天尾豊教授らは、産学連携による共同研究で「次世代水素エネルギー」につながる高効率な水素生成システムや光駆動型の水素生産触媒などの開発に乗り出す。まず、２０１４年度中に人工光合成を使って１・５ボルト程度の乾電池レベルのエネルギーを生む水素発生装置の開発を手掛ける。装置は光を当てることで水素を生み出す仕組み。
　次世代水素をめぐる開発は、神谷教授が所長を務める大阪市立大人工光合成研究センターが中心となる。大学としては大阪府立大学、兵庫県立大学と連携。企業としては富士化学工業（富山県上市町）、大和ハウス工業、シャープ、エスペック、グローリーが開発に参画する。
　水素発生の研究例としてはバイオマスを原料として太陽光と光合成細菌を用いたものや、フッ化水素酸などの化学エッチングで触媒に表面処理を施して高活性化を促す研究、可視光に応答する酸化チタン薄膜の光触媒を使うものなど１０例程度を対象に挙げている。

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こういったテクノロジーで気になるのは、投入エネルギーに対してどれだけの水素が生産できるか
という見通しである。恐らくエネルギーロスは必ず存在する。
そのエネルギーロスがビジネスとして成立するレベルなのかどうなのかという視点が重要だと思う。
まだ、研究のスタートかもしれないが、こういう見通しは速やかに立て、
プレゼンしていくことが大事だと思う。

いずれにせよ、原発事故を経験した今日本は水素製造技術を発展させ、
水素社会としてよみがえるのしかないのかもしれない。ぜひ頑張ってほしい。

日本協能電子、塩水で発電する電池用いたＬＥＤ照明を家庭向け展開

日刊工業新聞掲載日 2013年12月10日
　日本協能電子（東京都港区、石川忠社長、０３・５４０８・８９８０）は、塩水で発電する「空気マグネシウム燃料電池」を用いた発光ダイオード（ＬＥＤ）照明製品の新ブランド「アクパ」をシリーズ展開する。家庭向け懐中電灯と置き型ランプを用意する。山善の家庭機器事業部を通じ、大手量販店などで２０１４年２月から販売予定。
　本体に水と塩を入れると、同燃料電池が発電する仕組み。海水も使える。懐中電灯はスイッチ方式、手に持つと点灯する方式、照明部分が伸縮してランプとしても使える兼用方式の３種をラインアップした。
　照度１５０―２５０ルクスで、連続点灯時間は８０―１００時間。価格は約２０００―２６００円。一方、ランプは大小２種を用意した。照度は１０―２０ルクスで、連続点灯時間は８０―１２０時間。価格は約２５００―３２００円。交換用マグネシウム棒も製品化した。

積水化、曲がる大容量リチウム電池を来年にも出荷－茨城に設備

日刊工業新聞掲載日 2013年12月06日
　積水化学工業は２０１４年２月に曲げられるフレキシブルリチウムイオンバッテリー（ＬＩＢ、写真）の製造ラインを設置し、１４年夏にサンプル出荷を始める計画を明らかにした。試作と量産の中間に位置する中規模ラインとして試作機のある茨城県つくば市の拠点に設置する。連続塗工など独自技術を採用し、生産性を一般的なＬＩＢセル製造の約１０倍に引き上げる。曲げられるうえに現行品の約３倍の容量密度を実現したことから、スマートフォンなど搭載先の小型化につながる。

　１５年度に商業生産を始める。生産能力はまだ明らかになっていないが、セル面積で年間１０００万平方メートル以下の見通し。投資額は１０億円未満。セルを積層したモジュールとしても販売したい考え。
　主流の電解液系ＬＩＢでは真空注液工程に製造コストがかかるが、独自開発のゲル状ポリマー電解質を用いて連続塗工を実現し、生産性を１０倍に向上。負極材にケイ素系を用いたことでバッテリーセルの容量は現行品の約３倍の１リットル当たり９００ワット時となる見通し。
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容量が高いのはいいけれども、気になるのは負極にケイ素を用いていること。
リチウムイオン電池の場合、容量が増えると電池の安全性は低下する。
ケイ素の安全性は決して高くない。旨く使うのが難しいだろう。
もうひとつ気になる点がある。自己放電はどうなのだろうか。
Grでできたことが、新材料にすることでできなくなったりしないだろうか。
こういった点もクリアできているなら素晴らしい商品だと思う。
全面的に売り出すべきだ。あとは、ゲルポリマーはどうしても低温特性が悪い。
低温でどれだけ実力が出せるかというところが商品の腕の見せ所。
フレキシブルな構造というのは、凄く面白いのでガンバってほしい。

ローム・京大など、水素を２４時間連続発生可能な固体・定置型燃料電池を開発

日刊工業新聞掲載日 2013年12月05日
　【京都】ローム、アクアフェアリー（京都市西京区）、京都大学の平尾一之教授は共同で、定置用の固体水素源型燃料電池を開発した。水素発生源となる固体燃料の改良によって水素を２４時間連続して発生させることが可能。燃料の交換が１日１回で済むため、山間部など電源の確保が容易ではない地域での使用を見込んでいる。３者はすでに可搬式の固体水素源型燃料電池を開発済み。

アルミニウムを使った水素の発生実験
　固体水素源型燃料電池は、水素をためるのではなく、その場で水素をつくるのが特徴。従来の鉛やニッケルなどの水素吸蔵合金を用いる蓄電池に比べて軽量化が図れる。
　開発した燃料電池は、燃料に金属アルミニウムと水酸化カルシウム（消石灰）粉末を固形化したものを用い、アルミニウムの腐食反応で水素を発生させる。燃料を固体にする際にナノ技術を使って特殊な形状にすることで、水素を２４時間連続でゆるやかに発生させることができた。反応率も９５％以上を確保し、実用レベルを達成した。燃料カートリッジを電池本体にセットするだけで簡単に発電できる。

静岡理工科大など、ＥＶを５分でフル充電できる蓄電システム開発

日刊工業新聞掲載日 2013年12月04日
　静岡理工科大学の高橋久教授の知的電子制御システム研究室、ＪＳＲ、東京エレクトロン、イビデンは、電気自動車（ＥＶ）を約５分間でフル充電できる蓄電システムの実用化にめどをつけた。３社が共同開発したリチウムイオンキャパシター（ＬＩＣ）に高橋教授が考案した電源回路と充電アルゴリズムを組み合わせた充電器で充電する。スマートフォンに使った場合、コンセントにさして数十秒でフル充電できるという。量産技術を開発し、コスト低減に取り組む。

開発したリチウムイオンキャパシターと電源回路を搭載した電動バイク
　共同開発したＬＩＣは充電時に温度が上昇しないため安全性が高い。このため、スマホやＥＶといった幅広い機器に搭載できる。リチウムイオン二次電池に比べて急速に充放電できるほか、長寿命。２０万回の充電に耐えられるため、スマホを毎日充電したとしても６００年は使える計算だ。
　日産自動車のＥＶ「リーフ」の場合、リチウムイオン二次電池は容量２４キロワット時で、急速充電には約３０分間かかる。この容量のＬＩＣを搭載し、専用充電器で充電すると約５分間と試算している。ただ、リーフの航続距離は２２８キロメートルなのに対し、ＬＩＣは同約１５０キロメートルとしている。

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気になるのは、レートを変えると電池の場合、劣化が早くなるのではないかということ。
システムで急速充電ができたとしても、電池はそれに耐えられるのか。
サイクル劣化は変わらないのかという点が気になりますね。