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電池

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1: 2015/11/29(日) 21:49:17.76 ID:CAP_USER.net
リチウムイオン電池を10分以内で安全に急速充電!ナンヤン理工大が技術開発 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151129-00010003-newswitch-sctch

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ソニー、サムスン、テスラにもライセンス打診

 スマートフォンなどに内蔵されるリチウムイオンバッテリーを10分以内に安全にフル充電できるようにする技術が開発された、とシンガポールのストレーツタイムズなどが報道した。
国立ナンヤン理工大学のラシド・ヤザミ(Rachid Yazami)教授による成果で、手の指の爪より小さい半導体チップをバッテリーと充電器に内蔵し、このスマートチップでバッテリーの内部状態を常にモニターしながら、最適な状態で急速充電が行えるという。

 半導体や電池メーカーに対して、2016年末までに技術のライセンスを開始する予定。同教授はスマートフォンから電気自動車(EV)まで幅広い分野のリチウムイオンバッテリーに利用できるとしており、ソニーやサムスン電子も関心を示しているという。さらに、リチウムイオン電池の製造・販売に乗り出しているEVベンチャーの米テスラモーターズにもライセンスを持ちかける考えだという。

 リチウムイオンバッテリーはエネルギー密度が高く可燃性の有機溶媒を使っているため、異常過熱や発火、爆発の危険性がつきまとう。5年以上かけて開発されたこのスマートチップは、リチウムイオンバッテリーの温度と電圧をモニターするだけでなく、それをもとにバッテリーの残存容量を正確に測定するアルゴリズムを組み込んである。バッテリーが過熱したりダメージを受けたりしないよう充電プロセスを最適化しながら、安全に急速充電が行えるという。

 モロッコ人のヤザミ教授は、リチウムイオン二次電池向けグラファイト(黒鉛)負極の発明や、フッ素イオン電池の研究開発で知られる。京都大学や信州大学の客員教授を務めたこともあり、現在は、ナンヤン理工大エネルギー研究所バッテリープログラムの責任者も兼務する。

引用元: 【技術】リチウムイオン電池を10分以内で安全に急速充電!ナンヤン理工大が技術開発

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1: 2015/11/17(火) 18:24:57.13 ID:???.net
機構報 第1147号:4枚のウェハが取れる大口径・高品質太陽電池用シリコンインゴット単結晶の作製に成功
http://www.jst.go.jp/pr/info/info1147/index.html


ポイント
シリコン太陽電池は、より一層の高品質化と低コスト化が望まれている。
1枚の断面スライスから4枚のウェハを作製できるほど大口径のシリコン単結晶を作製した。
高効率太陽電池の作製コストの3割程度の削減が期待できる。


文部科学省 革新的エネルギー研究開発拠点形成事業(JST受託事業)において、JSTの中嶋 一雄 研究チームリーダーらは、標準的な50cm径の石英ルツボから、40cm径以上の高品質なシリコンインゴット注1)単結晶を作製することに、世界で初めて成功しました。

一般的に使用されている太陽電池の大半はシリコン太陽電池であり、その中核的な部材であるシリコン結晶については、より一層の結晶の高品質化と作製費の低コスト化が望まれていました。

本研究グループは、新しい結晶作製法であるNoncontact crucible(NOC)法注2)を採用しました。NOC法には従来の4倍以上の面積のシリコン結晶が得られるという利点がある反面、温度が管理しづらいという課題がありましたが、2つのヒーターとカーボン製の保熱材の組み合わせによって、大きな結晶の成長に必要な広い低温領域注3)の確保を実現しました。これにより、標準的なサイズである50cm径の石英ルツボを用いて、40cm径以上のシリコンインゴット単結晶を作製することに成功しました。これは、今まで1枚の断面スライスからレギュラーサイズのウェハが1枚しか取れなかったところ、4枚取ることができるほどのサイズです。

本手法で作製したシリコン単結晶は、現在主流の作製法(CZ法注4))と同程度の高効率太陽電池を高い歩留まりで実現できることも明らかになりました。

今後、結晶のさらなる高品質化を目指し、結晶欠陥の一種である転位注5)をゼロにする技術が確立すれば、最高レベルの変換効率注6)を持つシリコン太陽電池に適用できるウェハの作製コストについて3割程度の削減が期待できます。

本研究成果は、平成27年11月17日(韓国時間)に、韓国・釜山で開催中のPVSEC-25(第25回太陽光発電国際会議)にて発表されます。

続きはソースで

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引用元: 【半導体工学】4枚のウェハが取れる大口径・高品質太陽電池用シリコンインゴット単結晶の作製に成功

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1: 2015/11/04(水) 07:48:13.62 ID:???.net
夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20151103-00010002-newswitch-sctch

画像
http://amd.c.yimg.jp/im_sigg_.aQQKLnaX29Dhk8wbWlIw---x900-y499-q90/amd/20151103-00010002-newswitch-000-1-view.jpg
グラフェン正極での充放電の模式図(Tao Liu, Gabriella Bocchetti and Clare P. Grey)


英ケンブリッジ大などが安定性向上で数百回の充放電に成功

 重さやコストを現在の5分の1程度にできるうえ、電気自動車(EV)の走行距離をガソリン車並みに伸ばすことが可能になると言われるリチウム-空気バッテリー(リチウム-酸素バッテリー)。究極の二次電池の候補の一つともされるが、実用化に向けては課題も多い。そうした中、課題のいくつかを解決することで安定性や効率を向上させ、数百回繰り返し充電できる改良型リチウム-空気バッテリーのプロトタイプを、英ケンブリッジ大学などの研究チームが開発した。詳細は10月30日付の米サイエンス誌に掲載された。

 リチウム-空気バッテリーは、金属リチウムを負極の活物質に、空気中の酸素を正極の活物質として利用し、リチウムと酸素の化学反応で電気を作り出す。原料となる酸素は空気から取り込み、持ち運ぶ必要がないため、理論上、単位重量あたりの貯蔵エネルギーをガソリン程度にまで高くでき、現在のEVに使われているリチウムイオン電池の10倍ほどのエネルギーを蓄えられるという。

 その分、実用化も難しく、放電中に酸化リチウムが作られ、電解質が腐食したり、副生成物が電極を覆って機能を低下させしたり、といった問題が指摘されている。

 今回、ケンブリッジ大のチームが開発した手法は、リチウム-空気バッテリーの実用化に向け大きな一歩を示す成果で、その改良の一つが有機溶剤であるジメトキシエタンの電解質にヨウ化リチウムと水を加えたこと。これまでのバッテリーでは過酸化リチウムが生成して電極にこびりついてしまい、再充電を邪魔していた。

 それに対し、このバッテリーでは、リチウムイオンが正極で酸素と反応して水酸化リチウムの結晶ができるものの、水酸化リチウムはバッテリーの再充電が始まると素早く分解される(模式図参照)。

 さらに正極材料にも工夫を凝らしてある。従来のリチウム-空気バッテリーではさまざまな形状の多孔質カーボン(グラファイト)が使われることが多かったが、研究チームでは多孔質の還元型酸化グラフェンを正極に採用。原子1個分の厚みしかない炭素シートのグラフェンを酸化した後、炭素だけの状態に還元し、穴の多い多孔質にしたもので、こうすることで生成した結晶が正極に付着しにくくした。

 実際に試作したバッテリーで実験したところ、性能低下を見せながらも数百サイクルの充放電ができた。論文の筆頭著者であるケンブリッジ大化学部のクレア・グレイ教授は、現在のEVに使われているリチウムイオンバッテリーに比べ、1kg当たり少なくとも5倍のエネルギーを貯蔵できるとみている。

 ただし、商業化に向けてはまだ多くの課題が残されている。まずEVが必要とするレベルに対し、電流密度が20分の1から50分の1と十分ではない点。さらに、爆発やショートの原因となるリチウムの樹状突起が負極にできないようにする工夫や、今回の実験が純酸素の雰囲気で行われ、空気に含まれる二酸化炭素や窒素、水分などによる金属電極への影響を考慮していないことなどだ。

 そうしたことから、リチウム-空気バッテリーの効率性・安定性の向上に一定の道筋をつけた重要な研究成果ではあるが、実用的なリチウム-空気バッテリーの開発には、少なくともあと10年はかかるとみられている。

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引用元: 【技術】夢の「リチウム-空気電池」に向けて一歩前進 安定性向上で数百回の充放電に成功 英ケンブリッジ大など

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1: 2015/09/29(火) 08:15:52.83 ID:???.net
画期的な蓄電池を開発、住宅用にも 米ハーバード大 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/a/092800036/

画像
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/a/092800036/ph_thumb.jpg
米ハーバード大学の研究チームがこのたび無害、非腐食性、不燃性の新しい素材を使った、安全安価で高性能なフロー電池の開発に成功した。(PHOTOGRAPH BY ELIZA GRINNELL,HARVARD PAULSON SCHOOL OF ENGINEERING AND APPLIED SCIENCES)
https://www.youtube.com/embed/4ob3_8QjmR0
【動画】フロー電池のしくみ 発電中は+の溶液から電子を引き出して-の液体に移動させることで電気を蓄え、電気を使うときは逆の流れにすれば放電する。外部のタンクの溶液に電気を貯められるため、タンクを大きくすれば蓄電容量は増える。(音声は英語です)


 太陽光発電のみで電力をまかなえる家に住みたいと願うなら、曇りの日用に電力を蓄えておけて、発火するおそれのない安全な電池が必要だ。米ハーバード大学の研究者が、そんな蓄電池を考案したと科学誌「サイエンス」9月25日号で発表した。

 未来の電池を開発しようと世界中の研究者がしのぎを削るなか、今回開発されたのはフロー電池と呼ばれるタイプのものだ。安価で無害、非腐食性かつ不燃性の材料でできており、しかも高性能であるという。(参考記事:「日本の切り紙「網」の技術で太陽電池の集光3割増」)

「誰でも使えるようになるという意味で、畜電池は大きく前進しました」。ハーバード大学の工学教授で、論文の共同執筆者であるマイケル・アジズ氏はこう説明する。腐食の心配がない安全な電池であれば、事業用にも家庭用にも適している。「自宅の地下室にも安心して置いておける化学物質が使われています」

 気候変動問題が深刻化し、太陽光や風力などのクリーンな再生可能エネルギーへの期待が高まるにつれ、5年ほど前から電力貯蔵技術の研究がさかんになってきた。理由は簡単だ。太陽光発電や風力発電は出力の変動が大きく、太陽が出ていないときや風が吹いていないときに備えて電力を貯蔵する必要がある。(参考記事:「日本はどう?再生可能エネルギー普及、世界で加速」)

 蓄電池のなかでもよく知られているのはリチウムイオン電池だ。今から20年以上前に主に個人用電子機器向けに実用化されたものだが、特に大出力のものは高価で、発火の危険性がある。実際、電気自動車で発火事故が数件起きているほか、大量のリチウムイオン電池を輸送する貨物機で火災が発生したこともある。

 研究者たちは現在、リチウムイオン電池の改良に取り組むほか、まったく別の方式も模索している。今回のハーバード大学の研究チームのように米国エネルギー省から資金を得て、新しい材料の組み合わせや、ナノサイズの電極の開発に取り組む研究者もいる。(参考記事:「極小のバッテリーが大きな革命を起こす」)

 アジズ氏のチームはフロー電池に注目した。フロー電池は、電気が発生する電池セルとは別のところにあるタンクの液体にエネルギーを貯蔵するため、タンクを大きくすればより多くのエネルギーを貯蔵できる。問題は、フロー電池のほとんどがバナジウムなどの高価で腐食する金属を使っていることだった。

続きはソースで

 
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引用元: 【エネルギー技術】画期的な蓄電池を開発、住宅用にも 米ハーバード大 ソーラー住宅の普及に追い風か。無害で腐らず発火の危険もなし

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1: 2015/09/18(金) 18:14:17.29 ID:???.net
東大など、世界最高効率で実際の太陽光から水素を製造することに成功 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/09/17/438/
東京大学工学部 実際の太陽光下で世界最高効率の水素製造に成功:化学システム工学専攻 杉山 正和准教授等
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/2015/20150916002.html
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/pdf/2015/20150917_sugiyama.pdf

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http://n.mynv.jp/news/2015/09/17/438/images/001l.jpg
宮崎大学に設置された集光型太陽電池
http://n.mynv.jp/news/2015/09/17/438/images/002l.jpg
宮崎大学での水素発生屋外試験に用いた実験装置
http://n.mynv.jp/news/2015/09/17/438/images/003l.jpg
実験に用いた集光型太陽電池(住友電気工業製)
http://n.mynv.jp/news/2015/09/17/438/images/004l.jpg
集光型太陽電池の原理


東京大学は9月17日、高効率太陽電池の電力で水を電気分解するシステムを構築し、太陽光エネルギーの24.4%を水素に蓄えることに成功したと発表した。同大学によれば、世界最高効率だという。

同研究成果は同大学の杉山正和 准教授、藤井克司 特任教授、宮崎大学の西岡賢祐 准教授らの研究グループによるもので、科学誌「Applied Physics Express」に掲載された。

水素は自動車などのクリーンな燃料として今後の需要増大が見込まれているが、現在は化石燃料から製造されている。太陽光から効率よく低コストで水素を生成する技術の開発が望まれているが、これまでの光触媒を用いた手法では、太陽光から水素へのエネルギー変換効率は10%未満だった。

10%を超える変換効率を達成した例としては、集光型太陽電池と水の電気分解装置の組み合わせを用いたオーストラリアのグループの22.4%という記録があるが、これは実験室内の模擬太陽光源で得られた結果だった。

今回の研究では、新型の高効率集光型太陽電池に高分子膜を用いた水の電気分解装置を接続し、実際の太陽光下で安定的に水素を製造することに成功し、変換効率24.4%という世界最高記録を樹立した。

続きはソースで

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引用元: 【エネルギー技術】世界最高効率で実際の太陽光から水素を製造することに成功 東大など

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1: 2015/09/18(金) 08:08:04.56 ID:???.net
電池なしドローン開発 立命館大の教授ら:滋賀:中日新聞(CHUNICHI Web)
http://www.chunichi.co.jp/article/shiga/20150918/CK2015091802000024.html


 小型無人機「ドローン」本体に電池を付けずに飛行させる新技術を、立命館大理工学部の道関(どうせき)隆国教授(電子工学)の研究チームが開発した。実用化には課題が残るが、技術が確立されれば、現在数十分のドローン稼働時間を飛躍的に伸ばすことができるほか、電気自動車(EV)の分野にも応用が期待できるという。

 研究チームは、UHF帯の電磁波を用いて無線で給電する手法を開発。対象物が動いていても電力効率を保つことができる利点を生かすため、ドローンに応用した。

 地表の送電側には平面のアンテナを配置。また、ドローン本体のプロペラ部分に受電用アンテナやモーター、電気回路を配列することで、回線が絡まることなく給電することが可能になった。

続きはソースで

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 (鈴木啓紀)

引用元: 【技術】ドローンに電池を付けずに飛行させる新技術を開発 電磁波を用いて無線で給電 立命館大

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