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電池

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1: 2018/08/23(木) 10:16:16.47 ID:CAP_USER
電力エネルギーは電線などの配電設備によって、各家庭に送られていますが、電力需要が高まると電力が供給できなくなるリスクがあります。そこで、日本などの多くの国では揚水式水力発電で高所と低所に貯水池(ダム)を作り、電力需要の多い時に高所から低所へ水を流して電力を発電し、需要が少ないタイミングで低所から高所に水を引き上げて、電力需要の高い時に備えてエネルギー貯蔵を行っています。しかし、揚水式水力発電を実現するには地形による制限があり、建設コストも高くなってしまうもの。スイスのスタートアップEnergy Vaultはこのような制限を回避する「コンクリートバッテリー」を開発しました。

Swiss startup Energy Vault is stacking concrete blocks to store energy — Quartz
https://qz.com/1355672/stacking-concrete-blocks-is-a-surprisingly-efficient-way-to-store-energy/

Energy Vaultのコンクリートバッテリーの仕組みは水とダムを使用する代わりに、コンクリートブロックとクレーンを使用するというものです。コンクリートバッテリーは、揚水式水力発電で行っていた水のくみ上げの代わりにコンクリートブロックを高く積み上げていき、電力需要が一定を超えたときに積み上げられたコンクリートブロックをクレーンで順番に地面に下ろしていきます。このブロックを地面に下ろすタイミングでケーブルに発生する落下エネルギーが電力として供給されることになります。


Energy Vaultのコンクリートバッテリーは電力効率の高さが特徴です。2018年時点でエネルギー効率の高いものの代表格としてリチウムイオン電池が挙げられており、その効率は充電量の90%の電力が生成可能であるとされています。コンクリートバッテリーはブロックの持ち上げに必要な電力に対して、地面に下ろすときに生成する電力は約85%となっており、リチウムイオン電池とほぼ同等のエネルギー効率を有しています。

記事作成時点でEnergy Vaultがデモ用に構築したコンクリートバッテリーは高さ20m、コンクリートブロックを持ち上げるクレーンは1台と、非常に小さな施設となっていて、あまり大きな電力を生み出すことはできません。

続きはソースで

■動画
Storing energy in concrete blocks https://youtu.be/mmrwdTGZxGk



https://i.gzn.jp/img/2018/08/21/concrete-battery-swiss-startup/00_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/08/21/concrete-battery-swiss-startup/01_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180821-concrete-battery-swiss-startup/
images


引用元: 【エネルギー技術】水力発電よりも低コストで実現できる「コンクリートバッテリー」とは?[08/21]

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1: 2018/08/17(金) 14:38:54.28 ID:CAP_USER
携帯電話のバッテリーやエコカーの駆動電源に用いるため、リチウムイオン充電池の研究は今でも盛んに行われています。特に研究者から注目されているのが、安全性と生産コストに優れた「全固体リチウムバッテリー」です。ミシガン大学が、従来のリチウムイオンバッテリーの倍の性能を持ち、劣化や発火する心配もないという、新しい全固体リチウムイオン電池を開発したと報告しています。

Battery breakthrough: Doubling performance with lithium metal that doesn’t catch fire | University of Michigan News
https://news.umich.edu/battery-breakthrough-doubling-performance-with-lithium-metal-that-doesnt-catch-fire/

1980年代に発明された、金属リチウムと液体電解質を使用した「金属リチウムバッテリー」は新しい技術として大きな期待を集め、NTTが発売したショルダー型携帯電話のバッテリーに採用されることで市場に登場しました。しかし、電極表面にデンドライトと呼ばれるリチウムの塊が析出し、最終的に電池のショートによって発火する可能性がありました。当時はこの問題を解決することができず、電極に金属リチウムを使用した充電池はやがて使われなくなってしまいました。


1991年にソニー・エナジー・テックが販売したリチウムイオンバッテリーは、電極に使うグラファイト(黒鉛)がリチウムイオンを吸収することでリチウムデンドライトの析出を防止するため、それまでの金属リチウムバッテリーに比べて安定していました。そのため、今に至るまで充電式バッテリーの主流はリチウムイオンバッテリーとなっています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/08/17/lithium-solid-battery-breakthrough/a03.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180817-lithium-solid-battery-breakthrough/
ダウンロード (4)


引用元: リチウムイオンバッテリーの倍以上の性能で発火の危険性がない「全固体リチウムバッテリー」の開発に成功[08/17]

リチウムイオンバッテリーの倍以上の性能で発火の危険性がない「全固体リチウムバッテリー」の開発に成功の続きを読む

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1: 2018/07/12(木) 13:05:21.00 ID:CAP_USER
■物質・材料研究機構らは、新しい電子材料として期待されるカーボンナノシートの簡易合成手法を開発。
高価な白金を用いない燃料電池の触媒膜への応用などが期待できるという。

物質・材料研究機構(NIMS)は2018年7月、名古屋大学、東京大学と共同で、新しい電子材料として期待されるカーボンナノシートを、簡易に合成する手法を開発したと発表した。
高い導電性を生かした太陽電池やタッチパネル、高価な白金を用いない燃料電池の触媒膜への応用などが期待されるとしている。

 グラフェンに代表される、二次元状の炭素材料であるカーボンナノシートは、高い導電性や触媒機能も持つため、新しい電子材料や触媒膜として注目を集めている。高品質なカーボンナノシートを合成するためには炭素を多く含む分子を、ナノスケールで構造を制御しながら組み上げることが必要になる。しかし、そのためには高度な手法や高価な装置が必要であり、しかも最終段階において高温で焼成し炭素化する際にナノ構造が崩れてしまうという問題があった。

 研究グループが開発した手法は、ビーカーの水を撹拌(かくはん)して渦流を生じさせ、水面に輪状の炭素分子であるカーボンナノリングを展開し、しばらく静置させることで生じる自己組織化した薄膜を基板に写し取る。
これにより厚さ10nm(ナノメートル)未満かつ、100μm2にわたって均一な分子薄膜を得ることに成功した。

続きはソースで

■カーボンナノリングを用いたカーボンナノシートの合成
http://image.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1807/11/rk_180710_carbon01.jpg

http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1807/11/news040.html
ダウンロード


引用元: 【エネルギー】カーボンナノシートを簡易に合成、低コスト燃料電池への応用も期待[07/11]

カーボンナノシートを簡易に合成、低コスト燃料電池への応用も期待の続きを読む

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1: 2018/04/11(水) 20:09:07.27 ID:CAP_USER
文●スピーディー末岡/ASCII編集部
2018年04月11日 19時00分
 ソフトバンクと国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS)は今日11日、次世代電池を研究開発する「NIMS-SoftBank先端技術開発センター」の設置に関する覚書を締結した。両社は次世代電池「リチウム空気電池」の実用化に向けて共同開発を行なう。

 スマホや電気自動車などは、とにかくバッテリーとの戦いだ。どれだけ大容量で長持ちし、さらに軽いことが求められる。さらに、ここ数年でIoTデバイスが増えており、あらゆるモノがインターネットに接続する時代になっていきている。
電源がないところでも長時間に渡って動作しなければいけないモノもある。NIMS-SoftBank先端技術開発センターでは、リチウム空気電池を研究し、2025年頃を目途に実用化を目指す。

 リチウム空気電池は空気中の酸素と化学反応することでエネルギーを生成し、これまでのリチウムイオン電池に比べて、重量エネルギー密度が5倍以上となる理論上究極の蓄電池と言われている。

続きはソースで

http://ascii.jp/elem/000/001/662/1662498/amp/?__twitter_impression=true
ダウンロード (3)


引用元: 【エネルギー】 リチウム空気電池! ソフトバンクと物質・材料研究機構NIMSが共同開発に着手[04/11]

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1: 2018/03/19(月) 13:35:30.51 ID:CAP_USER
東京工業大学(東工大)は2月12日、コイン電池1つで15年程度の動作が可能な世界最小クラスの低消費電力Bluetooth Low Energy(BLE)無線チップを開発したと発表した。

同成果は、同大 工学院電気電子系の岡田健一 准教授らによるもの。
詳細は、米国にて2月11日より開催されている最先端半導体チップの研究開発成果に関する国際会議
「2018 IEEE international Solid-State Circuits Conference(ISSCC 2018)」にて2つのセッションに分けて発表される。

スマートフォン(スマホ)の普及に伴い、無線技術の1つであるBLEの活用も進んできたほか、Bluetooth meshの登場で、IoTでの活用にも期待が高まっている。しかし、従来のBluetoothに比べてBLEは低消費電力化が進んだと言っても、その消費電力はほかのIoT向け低消費電力無線技術に比べては高く、IoTでの活用を促進するためには、さらなる低消費電力化が求められていた。

そこで今回、研究グループは新たなデジタル制御遅延回路(デジタル時間変換器:DTC)を開発。
それを用いて、低ジッタかつ広帯域な特性を実現した低消費電力デジタルPLL回路の開発に成功したほか、そのPLLを用いることで、低消費電力のBLEチップの開発にも成功したという。

DTCの基本的な考え方は、電流源から入力信号が入ってくると、キャパシタ(1pF)に電荷が蓄えられ、インバータのしきい値電圧を越えると、01判定が実施されるというものであったが、プリチャージに時間と電力が必要であった。
今回、考案された新たな回路では、0.1pFのキャパシタを新たに追加。 

続きはソースで

デジタル-時間変換の概要と、従来型DTCと今回考案された新型DTCの概要 (資料提供:東京工業大学)
https://news.mynavi.jp/article/20180213-582608/images/002.jpg
デジタルPLLの概要と、今回開発したデジタルPLLとこれまでのデジタルPLLの性能比較 (資料提供:東京工業大学)
https://news.mynavi.jp/article/20180213-582608/images/004.jpg
PLL以外にも回路アーキテクチャの工夫で低消費電力化を実現した (資料提供:東京工業大学)
https://news.mynavi.jp/article/20180213-582608/images/006.jpg
今回開発されたBLEチップとデジタルPLLチップ、ならびにBLEのパッケージ品 (資料提供:東京工業大学)
https://news.mynavi.jp/article/20180213-582608/images/008.jpg

マイナビニュース
https://news.mynavi.jp/top/business/technology/
images


引用元: 【電力】ISSCC 2018 - 東工大、コイン電池で15年駆動可能なBLEチップを開発[02/13]

ISSCC 2018 - 東工大、コイン電池で15年駆動可能なBLEチップを開発の続きを読む

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1: 2018/03/31(土) 09:32:59.11 ID:CAP_USER
スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL)と環境エネルギー技術の研究開発企業GRT Groupは、ギ酸を利用した燃料電池の開発に成功したと発表した。燃料電池に使われる水素は貯蔵・輸送が技術的に難しくコストがかかるという問題があるが、水素のキャリアとしてギ酸を利用することでこの問題を解消できる可能性があるという。

水素燃料電池は二酸化炭素を発生させずに電気や熱を生成できるクリーンなエネルギー源である。しかし、水素の体積あたりのエネルギー容量が非常に低く、気体の状態で水素を貯蔵・輸送することが難しいという問題がある。

この問題の解決方法のひとつに、水素キャリアとしてギ酸を利用するというアイデアがある。ギ酸の化学式はCH2O2であり、水素(H2)と二酸化炭素(CO2)のもっとも単純な組み合わせで構成されている。また、ギ酸は通常の自然条件下で液体として存在するため、気体の状態で存在する水素と比べると、貯蔵・輸送などの扱いが容易であるという長所がある。このためギ酸は水素キャリアとして適した材料であるといえる。なお、1リットルのギ酸によって590リットルの水素を運搬することが可能であるという。

研究チームは今回、水素キャリアとしてギ酸を用いた燃料電池の開発に取り組んだ。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180330-608983/images/001.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180330-608983/images/002.jpg
https://news.mynavi.jp/article/20180330-608983/
images


引用元: 【エネルギー】ギ酸系燃料電池の開発に成功 - スイス

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