次世代太陽電池「ペロブスカイト」、市場の行方と日本の勝ち筋 ニュースイッチ by 日刊工業新聞社
次世代太陽電池の本命と期待される日本発の「ペロブスカイト太陽電池」。国内外で事業化を目指す研究開発が活発になっている。この競争を日本企業は勝ち抜けるか。新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）の委託を受けてペロブスカイト太陽電池に関する海外の研究開発動向などを調査する資源総合システム（東京都中央区）の貝塚泉・首席研究員に聞いた。（聞き手・葭本隆太） 結晶シリコン系は意識すべき －ペロブスカイト太陽電池の市場展望は。 まだ製品が世の中に出ていない現状で、見通しを判断することは難しいです。まずは、現状の課題がクリアできるかどうか。製品の課題としては、耐久性と安定性があります。大面積化したときに高い変換効率を出せるか。大面積の場合、ペロブスカイトの膜を均質に作製することが難しいため、現在は小面積に比べると変換効率が低い水準にあります。そうした課題を乗り越えた上で量産化が進むことが期待されま
イーメックス、最速1分でEV充電 高容量の蓄電装置 - 日本経済新聞
電子部品開発のイーメックス（兵庫県尼崎市）は高容量のキャパシターを開発した。電気自動車（EV）に使えば、充電は最速1分で完了する。ブレーキで発生した熱を電気に変えて再利用する性能も高く、リチウムイオン電池と同じ設置場所に合わせると、EVの航続距離を同等以上にできる可能性があるという。キャパシターは電極の表面に電子などを吸着して電気を蓄える。蓄電池のように化学反応をもとにしないため、充放電が速く
パワー電池 | イーメックス株式会社
時代が求める20年劣化しない高性能 革新的「パワー電池」の開発 （導電性高分子電池） コミューター・スマートグリッドなどの 蓄電デバイスの要求性能を満足する 高出力、急速充電、長寿命、低コスト、安全 正極：導電性高分子 負極：カーボン系 現在、リチウムイオン電池を用いたビジネス展開で一番問題となっている寿命と製造コストの問題を解決する、 全く新しい電極素材を用いた格段に優れた性能の二次電池を開発しました。 この革新的電池は根本的に電極素材を変えることで、高性能と低コストを達成しました。 蓄電池のパラダイムシフトをおこし、電池開発のロードマップを一挙に超えた、ポストLi電池の次世代蓄電デバイスです。 電動スクーターでの実証試験（500ccセル）済み。 パワー電池とは？ １．正極に導電性高分子、負極にグラファイトを使用 ２．電解液、構造、電圧（4.0V）はLiイオン電池と同じ ３．充電：電
日産は半固体ではなく「全固体」電池、懸念される低寿命をNASAや大学と克服
日産自動車は2022年4月8日、2028年度の実用化を目指す全固体電池の開発状況を発表した。 全固体電池は重量エネルギー密度を2倍に向上できるため、ピックアップトラックやSUVなど車両サイズが大きく大容量のバッテリーが求められるEV（電気自動車）でバッテリーの重量による走行距離低下を抑制することが期待されている。また、搭載できるバッテリーに限りがある軽自動車を含む小型車のセグメントのEV化にも貢献する。 電解質が液体から固体になることにより運転温度限界を引き上げることができ、充電時間は従来の3分の1に短縮できるとしており、試作したセルでそのめどもつきつつある。運転温度限界が上がることで冷却システムが簡易化できるのはコストにも貢献する。電解質が固体になることで、材料間の副反応が減少することから、低コストな正極材の選択肢も広がる。 こうしたメリットを見込み、2028年度に自社開発の全固体電池を
量子コンピュータを活用しEV用電池材料の研究開発へ
IonQとHyundai Motorは、新しい変分量子固有値ソルバー法（VQE：Variational Quantum Eigensolver）を共同で開発すると発表した。バッテリー化学におけるリチウム化合物や化学的相互作用の研究に適用することができるという。 リチウムイオン電池の性能／安全性向上、コスト低減の実現 IonQとHyundai Motorは、新しい変分量子固有値ソルバー法（VQE：Variational Quantum Eigensolver）を共同で開発すると発表した。バッテリー化学におけるリチウム化合物や化学的相互作用の研究に適用することができるという。 VQEは、特定の最適化問題を解決するために使用する価値体系を決定するアルゴリズムだ。このアルゴリズムは、変分原理を使用して、ハミルトニアンの基底状態エネルギー、動的物理システムの状態の時間変化率を計算する。既存の方法は計
ポリ袋と同じ薄さの太陽電池、米スタンフォード大が開発 人間の皮膚にも装着可能
Innovative Tech： このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 米スタンフォード大学の研究チームが開発した「High-specific-power flexible transition metal dichalcogenide solar cells」は、軽量で薄く曲げられる太陽電池だ。これまでのパネル式と比べ、 厚さが6マイクロメートル未満（ポリ袋程度の厚さ）と薄い利点を持つ。それでいて、高いエネルギー変換効率（PCE、power conversion efficiency）を達成した。 製造コストが低く、エネルギー変換効率が妥当であるため、太陽電池の多くにはシリコン（市場の95％）が使われている。しかし、ウェアラブルデバイスや、航空宇宙、電気自動
リチウム金属電池や全固体電池の実用化へ前進、ソフトバンクの電池材料研究
ソフトバンクは2021年11月2日、次世代電池の実用化に向けた進捗を発表した。 同社は成層圏通信プラットフォーム「HAPS（High Altitude Platform Station）」（※）や、物流用ドローン、“空飛ぶタクシー”など新しい分野のデバイスに向けた次世代電池の材料の検討を進めている。電池の性能向上では質量エネルギー密度（Wh/kg）と長寿命化がトレードオフの関係にあり、両立には長い開発期間を要する。ソフトバンクでは長寿命化を待たずに新分野のデバイスを市場展開するため、質量エネルギー密度の向上を優先している。 （※）高度20kmほどの空域に、通信基地局の設備を搭載した無人航空機を飛ばす。無人航空機はソーラーパネルで発電し、プロペラや基地局の電力を確保する。 今回、質量エネルギー密度500Wh/kg超の達成に向けた試作セルや、1000Wh/kgの実現に貢献する材料の検討状況につ
超5Vリチウムイオン電池で実用レベルの安定作動
東京大学大学院工学系研究科のグループは、上限の作動電圧が5Vを超えるリチウムイオン電池を開発し、実用化レベルの長期安定作動が可能なことを確認した。 充放電を1000回繰り返しても、初期容量の93％を維持 東京大学大学院工学系研究科の山田淳夫教授と山田裕貴准教授、Ko Seongjae特任研究員らによる研究グループは2021年4月、上限の作動電圧が5Vを超えるリチウムイオン電池を開発し、実用化レベルの長期安定作動が可能なことを確認したと発表した。 リチウムイオン電池は、電気自動車（EV）などさまざまな用途で需要が拡大する。こうした中で、高出力化や高エネルギー密度化に対する要求も高まっている。高い電圧作動もその1つ。現状のリチウムイオン電池は上限作動電圧が4.3Vである。これを5V以上にする研究が20年以上も続けられているという。しかし、「充放電を1000回繰り返し行って初期容量の80％を維持
東芝が「世界初」の水系リチウムイオン電池を開発、低温対応と長寿命を実現
東芝は2020年11月19日、リチウムイオン二次電池の電解液として用いられているエチレンカーボネートなどの有機溶媒を水に置き換えた水系リチウムイオン電池を開発したと発表した。水系リチウムイオン電池は既に研究開発事例があるものの、－30℃の環境下での安定した低温充放電性能と、2000回以上の充放電が可能な長寿命性能を備えるものは「世界初」（東芝）だという。現在は、研究室内で用いられる4cm角の小型試験セルでの性能確認を終えた段階だが、今後は顧客による評価に向けて実用的なサンプルとなる20Ahクラスのリチウムイオン電池セルを製作する方針。2020年代中での実用化を目指して開発を進める計画である。 今回開発した水系リチウムイオン電池では、正極活物質として一般的なリチウムイオン電池で用いられているリチウム酸化物材料を、負極活物質として東芝が燃えないリチウムイオン電池として提案を強化している「SCi
全樹脂電池を量産へ、「リチウムイオン電池の理想構造」
次世代リチウムイオン電池を手掛けるベンチャー企業のAPBは2020年3月4日、第三者割当増資によって約80億円を調達し、「全樹脂電池」の工場設立や量産技術の確立に投資すると発表した。出資したのは、JFEケミカル、JXTGイノベーションパートナーズ、大林組、慶應イノベーション・イニシアティブ1号投資事業有限責任組合、帝人、長瀬産業、横河電機の7社だ。 全樹脂電池はAPBと三洋化成工業が共同開発したバイポーラ積層型リチウムイオン電池で、集電体も含めた電池骨格を全て樹脂材料で構成している。全樹脂電池には界面活性技術を持つ三洋化成が新開発した樹脂を用いる。活物質に樹脂被覆を施し、樹脂集電体に塗布することで電極を形成している。 特徴としては、従来のリチウムイオン電池と同様の出力を確保しつつ、異常時の急激な発熱や温度上昇を抑制できる点がある。また、従来のリチウムイオン電池よりも製造コスト低減やリードタ
スマホの電池が5日もつ、新型リチウム-硫黄電池
オーストラリアMonash University（モナシュ大学）が、リチウムイオン電池の5倍の容量を実現するリチウム-硫黄（LiS）電池を開発したと発表した。これにより、電気自動車の大幅な低価格化や、主電源の大規模ストレージなどを実現できる可能性が広がる。 オーストラリアMonash University（モナシュ大学）が、リチウムイオン電池の5倍の容量を実現するリチウム-硫黄（LiS）電池を開発したと発表した。これにより、電気自動車の大幅な低価格化や、主電源の大規模ストレージなどを実現できる可能性が広がる。このリチウム-硫黄電池は、200回以上の充放電サイクルを経ても99％の電力効率を維持することが可能な他、スマートフォンに搭載した場合は、5日間連続で使用できるようになるという。 この新型電池の開発を手掛けたのは、Monash Universityの機械工学・航空宇宙学部の研究者であるM
爆走中国EV、電池業界に起きている異変
7月26日の本コラム、「中国の新エネルギー車規制にどう対応すべきか？」では、中国の電池業界トップ2の中国寧徳時代新能源科技（CATL）およびBYDの勢いについて記述した。欧州においてリチウムイオン電池（LIB）の生産拠点を構えつつある韓国トップ3（LG化学、サムスンSDI、SKイノベーション）が、ポーランドおよびハンガリーを拠点として選択した。一方で、CATLはドイツのチューリンゲン州にLIB生産拠点を構築することで、ジャーマン3であるダイムラー、BMW、フォルクスワーゲン（VW）とのビジネスの距離感を一層縮める展開に出ている。このことは、韓国勢にとっても大きな脅威となることを述べた。 欧州の電動化シフトと共に、韓国勢および中国勢の電池各社が勢力を増強させているのは紛れもない事実である。逆に見ると、欧州および米国での日本勢の電池各社の存在感がかなり薄らいだ格好になってきた。 電池業界のビジ
車載電池のグローバル市場揺さぶるCATL旋風
昨年秋に開催されたフランクフルトモーターショーには、メルケル首相が視察に訪れた（写真＝ロイター/アフロ） 欧州のCO2規制が強化される中（2019年時点ではCO2の排出量が95g/kmと規制され、それが段階的に厳しくなる）、加えてディーゼルの規制強化により、EVシフトが着実に進んでいる。特にドイツのダイムラー、BMW、そしてフォルクスワーゲン（VW）のいわゆるジャーマン3が率先してEVシフトに積極的な投資を進めている。各社はそれぞれ、2025年を目途に、プラグインハイブリッド車（PHV）と電気自動車（EV）の合計で生産台数の25％程度を占めることを目標としている。 ドイツ政府のトップ外交 しかし、ドイツの憂鬱は自国内に電池産業がないことであり、この件に関してはメルケル首相も嘆いていた。ただ嘆いているだけでは何も進まず、首相はトップ外交を精力的に進めているのも事実である。 そのトップ外交の一
「わずか数秒」で充電可能な電池が開発される
スマートフォンなどのバッテリーを充電するとき、フル充電まで何時間もかかってしまうものですが、数秒でフル充電可能にする電池ををコーネル大学のウルリッヒ・ウィーズナー教授の研究チームが開発しました。 Block copolymer derived 3-D interpenetrating multifunctional gyroidal nanohybrids for electrical energy storage - Energy & Environmental Science (RSC Publishing) http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/EE/C7EE03571C The radical nanobattery that could charge your phone in five SECONDS | Dail
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東北大学、液体と同等性能のリチウムイオン電池向け固体電解質を開発
東芝、無充電EVの実現に貢献する新たな「透過型亜酸化銅（Cu2O）太陽電池」を開発
ソフトバンクとNIMSが500Wh／kg級リチウム空気電池を開発、「究極の二次電池」実用化へ
ソフトバンクら、「リチウム空気電池」開発。容量はリチウムイオンの数倍
全固体Naイオン二次電池を「オール酸化物」で実現、新開発の負極材で課題克服