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基板

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1: 2018/11/25(日) 13:33:55.96 ID:CAP_USER
産業技術総合研究所(産総研) は、導電性基板上に蒸着でナノメートルスケールの一酸化ケイ素(SiO)薄膜を形成し、その上に導電助剤を積層させた構造のリチウムイオン2次電池用電極(負極)を開発したと発表した。

同成果は、産総研 先進コーティング技術研究センター エネルギー応用材料研究チームの間宮幹人主任研究員、秋本順二研究チーム長らによるもの。詳細は11月27日~29日にかけて大阪市で開催される「第59回電池討論会」で発表される予定だという。

この積層構造を有する電極の充放電特性は、容量が現在主流である黒鉛負極(372mAh/g)の約5倍に相当し、一酸化ケイ素の理論容量2007mAh/gとほぼ一致したとする。また、開発した電極は充放電を200サイクル以上繰り返しても容量は維持され、高容量で長寿命な特性を持つことが明らかとなった。今回開発した電極により、負極のエネルギー密度が向上し、リチウムイオン2次電池の高容量化や小型化が促進されると期待される。

■従来型電極と今回開発した電極の構造の模式図 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/001.jpg

スマートフォンや電気自動車などリチウムイオン2次電池の市場は急速に拡大しており、市場調査会社の予測によると2021年には2015年の約2倍の4兆円規模に成長するとされている。市場拡大に伴い電池の高性能化や安全性の向上に向けた開発が盛んに行われている。

負極としては従来の黒鉛より数倍から十数倍の理論容量を持ち供給の安定性に優れたケイ素系負極が次世代負極の最有力とされている。中でも一酸化ケイ素は、汎用の黒鉛負極(372mAh/g)に比べて、理論容量が2007mAh/gにも達するため期待されている。現行の塗工法で作製した一酸化ケイ素電極でも、1200mAh/g程度の容量を示すが、容量のサイクル劣化の問題が残り、一酸化ケイ素単体では実用化されていない。一方、一酸化ケイ素と黒鉛の混合物を用いた電極が開発され、黒鉛電極の2倍を超える800mAh/g程度の容量の製品が市場へ出始めているが、一酸化ケイ素材料本来の性能を十分引き出すには至っていない。

産総研では、次世代の2次電池の開発を材料化学の見地から進めてきており、正極、負極、固体電解質と電池全般の部材用の新規材料開発に取り組んできた。一酸化ケイ素は蒸気圧が高く、高温減圧条件下で容易に気化するため、蒸着で一酸化ケイ素薄膜を基板上に成膜できる点が利点となっている。しかし、一酸化ケイ素自体は導電性が低いため、一酸化ケイ素の蒸着薄膜を直接電極として用いる発想はなかった。今回、産総研では電極材料として用いるため、蒸着条件や導電性を付与するためのプロセスについて検討を進めてきた。

リチウムイオン2次電池は正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで充放電できる。電池の高容量化には一酸化ケイ素を負極活物質に用いることが有望だが、ケイ素は充放電に伴うリチウムイオンの取り込みと放出で300%以上の体積変化が生じるため、活物質、導電助剤、結着剤からなる電極構造が維持できなくなり劣化してしまう。ただし、粒径を300~500nm以下まで微細化すれば劣化の抑制効果が見られるため、一酸化ケイ素の薄膜を作製し、劣化の改善を目指したという。

図1 今回開発の負極を用いるリチウムイオン2次電池の概略図 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/002.jpg

具体的には集電体であるステンレス上に一酸化ケイ素を蒸着。導電性を付与するため、導電助剤としてカーボンブラックに結着剤を加え分散させた混合液を、蒸着した一酸化ケイ素膜の上から塗布・乾燥させて導電助剤層を作製した。この電極は一酸化ケイ素薄膜上に導電助剤層を積層させた構造となる。

図2 新規積層電極の断面電子顕微鏡写真 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/003.jpg

図3 今回開発された電極と従来型電極を用いて作製した電池の充放電サイクル特性 (出所:産総研Webサイト)
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/images/004.jpg

続きはソースで
https://news.mynavi.jp/article/20181125-730074/
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引用元: 産総研、高容量で劣化しないリチウムイオン2次電池用負極を開発[11/25]

産総研、高容量で劣化しないリチウムイオン2次電池用負極を開発の続きを読む

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1: 2018/12/03(月) 21:32:39.63 ID:CAP_USER
「ムーアの法則」の限界がささやかれている半導体に代わって、新たに「Metal-Air Transistor(金属-空気トランジスタ)」と呼ばれる技術が開発されています。金属-空気トランジスタが実現することで、ムーアの法則はあと20年間は維持されると言われています。

Metal–Air Transistors: Semiconductor-Free Field-Emission Air-Channel Nanoelectronics - Nano Letters (ACS Publications)
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b02849

New Metal-Air Transistor Replaces Semiconductors - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/devices/new-metalair-transistor-replaces-semiconductors

Intel創業者のゴードン・ムーア氏が提唱した、「半導体集積回路のトランジスタ数は18カ月(のちに2年に修正)ごとに倍増する」という経験則は、半導体産業全体で開発目標とされ、その通りに微細化技術が開発されて半導体の性能が向上してきました。しかし、回線幅が原子レベルに近づく中、ムーアの限界を維持することは困難になり、ムーアの法則は遅くとも2025年に物理的限界に達して実現不可能になるという状態になっています。

そんな中、オーストラリアのRMIT大学の研究者が、金属ベースの空気チャンネルトランジスタ(ACT)を開発しました。ACTは電荷ベースの半導体とは違い、35ナノメートル未満のエアギャップ(空気層)によって分離したソースとドレインそれぞれの対面式金属ゲートを使うことで、基板から垂直方向にトランジスタネットワークを構築する技術だとのこと。エアギャップは空気中の電子の平均自由行程よりも小さいので、電子は飛散することなく室温中で空気中を移動することができます。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/12/03/metal-air-transistor/a02_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181203-metal-air-transistor/
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引用元: 【半導体】ムーアの法則の限界を突破する「金属-空気トランジスタ」が半導体を置き換える可能性[12/03]

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1: 2017/06/08(木) 06:23:41.19 ID:CAP_USER9
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20170607-00010002-sorae_jp-sctch

以前にDraper研究所が公開した、トンボをドローンに改装する「DragonflEye」プロジェクト。このトンボドローンが飛行する様子が公開されました。

DragonflEyeはトンボの背中に基盤を取り付け、人がコントロールすることによって自在に飛行させるというもの。電力は搭載されたソーラーパネルが供給し、操縦には光信号や光遺伝子の技術が利用されます。
 
続きはソースで

トンボをドローンに改造した「DragonflEye」
https://lpt.c.yimg.jp/amd/20170607-00010002-sorae_jp-000-view.jpg

動画
https://vimeo.com/219709402
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引用元: 【技術】トンボを改造したドローン「DragonflEye」の飛行を公開。背中に基盤とソーラーパネルを搭載しコントロール [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/04/16(日) 06:39:11.72 ID:CAP_USER
コンピューターの頭脳である中央演算処理装置(CPU)などの基板を丸ごと水に2年間沈め、正常に作動するかを確かめる実験を、国立情報学研究所(東京)が始めた。

 
CPUと水を樹脂で遮断し、大量に発熱するスーパーコンピューター(スパコン)を安上がりに冷やす、革新的な技術の実証が目的という。


 数万個のCPUをつなぐスパコンは、計算の際に大量に発熱し、故障の原因になる。現在はファンや空調を使って空気で冷やす「空冷式」が主流だが、冷やすための電力が、計算に使う電力の3~4割に上るのが難点。

続きはソースで

読売新聞
http://www.yomiuri.co.jp/science/20170415-OYT1T50072.html?from=tw
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引用元: 【テクノロジー】スパコン基板丸ごと2年間水没、安価な冷却技術実証へ [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2017/01/25(水) 22:29:00.84 ID:CAP_USER9
 中小液晶パネル大手のジャパンディスプレイ(JDI)は25日、スマートフォン向けの5・5型シート状液晶ディスプレー「フルアクティブ・フレックス」を開発した。プラスチックを基板に採用し、折り曲げられるため、デザインの自由度を拡大できる。

 先行開発しているシート状有機ELディスプレーとともに2018年から量産化を目指す。ノートパソコンや車載用曲面ディスプレーなどへの応用も検討する。

 フルアクティブ・フレックスは、この日行われた技術展で公開された。熱に強く、光を通しやすいフィルム基板を採用し、ガラスとは違って落としても割れることはない。15ヘルツの低周波でも駆動するため、消費電力も低減できる。有機ELを使う場合と比べ製造コストは半減できるという。 

 技術展では、仮想現実(VR)を視覚体験できるヘッドマウントディスプレーに搭載する液晶パネル技術も披露。映像を高精細にし、装着した人間の動きに敏感に対応できるようにした。17年度中の量産化を目指す。

全文はソースで
http://www.sankei.com/economy/news/170125/ecn1701250023-n1.html
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引用元: 【経済】折り曲げられる液晶ディスプレー ジャパンディスプレイが開発、18年に量産へ©2ch.net

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1: 2015/08/12(水) 06:12:50.08 ID:v6HHs+99*.net
掲載日 2015年08月12日



 産業技術総合研究所ナノチューブ実用化研究センターCNT用途チームの関口貴子主任研究員と田中文昭元産総研特別研究員らは、衣類のように柔らかく、曲げたり伸ばしたりしても壊れないトランジスタを開発した。
金属やシリコン基板のような硬い材料をまったく使っていないため人体などに沿って変形することも可能。今後、柔らかいセンサーなどと組み合わせ、医療用の人体圧力分布センサーなどを開発する。

画像
http://www.nikkan.co.jp/news/images/nkx20150812eaac.png
※開発した柔らかいトランジスタ、ハイヒールで踏んでも性能に変化がない(産総研提供)

 単層カーボンナノチューブ(CNT)やイオンゲル、シリコーンゴムなどの柔らかい素材だけでトランジスタを構成した。柔らかさや破けにくさに関しては、衣類と同じ程度という。トランジスタの性能を示すオンオフ比は1万と、従来のフレキシブルトランジスタと同等だった。

 実際にハイヒールで踏んでもトランジスタの性能が変わらないことを確認した。日常で起こり得る負担では、ほぼ壊れないという。今後、衣類のように身につける人体計測システムを開発する。

(記事の続きや関連情報はリンク先で)

ダウンロード (1)


引用元:日刊工業新聞 http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0320150812eaac.html

引用元: 【科学】 産総研、衣類のように柔らかいトランジスタ開発‐折り曲げ変形自在で踏んでも壊れず [日刊工業新聞]

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