吉野 彰 リチウム イオン 電池。 吉野彰氏が2019年ノーベル化学賞を受賞!

吉野彰氏が2019年ノーベル化学賞を受賞!

吉野 彰 リチウム イオン 電池

リチウムイオン電池とはなに? 「この中(岡村隆史とゲストの持田香織、山崎弘也)で一番電子機器をスマートに使いこなす素敵な大人ってだあれ?」と聞かれ、岡村は「持田さん使うでしょ?」と聞く。 持田は「私どうだろう?」と自信なさげ。 選ばれたくないからではないかと疑われ…岡村に指名される。 スマホやデジカメン使われているリチウムイオン電池の開発に貢献した3人の研究者の一人として去年ノーベル化学賞を受賞者吉野彰さん。 持田は、その「リチウムイオン電池とはなに?」と聞かれる。 「厳しいのきたな」と男二人が言う。 持田は「アルミ? 」と答え「ボーっと生きてんじゃねーよ!」と言われる。 (名誉フェロー=学会、大学、企業、研究機関が定める学術称号。 意味合いとして名誉研究員と近いが、名誉上級会員と訳されることも多い by ウィキペディア) スタッフに「リチウム電池って簡単に言うと何なんですか?」と聞かれ、先生は少し考え込んで「難しい」と答える。 リチウムイオンが二つの板の間を行ったり来たりする そしてスマホの裏からリチウム電池を取り出し「リチウムイオンが二つの板の間を行ったり来たりする」という。 とも言われている)の「リー」で元素記号表の3番目にある元素のこと、という。 これまでの電池の仕組み 身近にある乾電池(ボルタの電池)は… ・「硫酸」が入っている容器に金属の「銅」と金属の「亜鉛」を浸ける (どちらの板にも導線が繋がっている状態) ・まず亜鉛が溶けて電子が出てくる ・亜鉛の電子が導線を伝わって銅の方へ行く (この電子が移動する導線の途中に豆電球をつけていれば点灯する) 電子が動く=電流 通り道が繋がると電子は多い方から少ない方(銅の方)へ自然に流れていく。 電子が作られなくなったら電池切れ、となる。 つまり電子は一方通行、これがアルカリ乾電池やマンガン乾電池の 使い切り電池の基本的な仕組み。 リチウムイオン電池の場合 「リチウムイオン電池の場合は、リチウムイオンが行ったり来たりする」と先生。 リチウム電池には二つの板が入っている。 〇まだ使っていない状態=片方の板(正極)にリチウムがいっぱい入っている (スマホを買って受電していない、まだ使っていない状態) 〇充電する ここに充電器を繋ぐと… ・充電器の電圧によって正極の リチウムから 電子が離れる。 ・そして電子の少ないもう片方の板(負極)へ移動する ・この時 電子が離れたリチウムは 「リチウムイオン」になる ・移動する電子に引き付けられてリチウムイオンも負極側に移動 〇充電完了 こうして 電子とリチウムイオンが 片方の板(負極)に溜まり、充電された状態になる。 〇(スマホの)電源を入れる そして充電ができたスマホの電源を入れると、電子が反対の方向に流れていき、イオンも移動する。 (また元の板に戻る) 「電池は放電された状態が安定した形だから電子が元の状態に戻ろうとする」と隣にいた元理系のアシスタントデレクターが補足した。 〇充電切れ 通り道が出来ると電子もリチウムイオンも元の板に戻る。 全てが移動しきったら充電切れ、となる。 充電できるリチウムイオン電池の仕組み このようにリチウムイオン電池は、一方通行の使い切り電池と違い、電子とリチウムイオンが行ったり来たりすることで半永久的に何度も使う事が出来る。 リチウム電池で一番大きな特徴はパワー(電圧) 「リチウムイオン電池で一番大きな特徴はパワー(電圧)」と先生は言う。 イオン化傾向 大きなパワーを生み出すのに必要なのは電子の離れやすさ。 左に並んだ元素は一番外側に原子が一つだけなので、安定した状態になるにはたった一つの原子を放せばよい。 つまり(左側にある)リチウムは原子をとても放しやすい元素と言える。 一番軽いのは水素。 2番目のヘリウムは空気を構成する7番目の窒素や8番目の酸素より軽いことから風船にも使われている。 (風船が浮くのはこのため) リチウムはヘリウムに次いで 3番目に軽いので電池の軽量化が可能になった。 小さくて軽くても大きなパワーを生み出せる(そして何度も使える) これがリチウム電池の特徴。 (「岡村と一緒ね」とチコちゃんが言う) チウムイオン電池の開発に関わった研究者それぞれの役目とは 現代の人々の生活を大きく変えたとしてリチウムイオン電池の開発に関わった3名の研究者がノーベル化学賞を受賞した。 〇スタンリー・ウィッティンガム教授 リチウムイオン電池の仕組みを発見した。 〇ジョン・グッドイナフ教授 電子の流れを作るための2枚の板のうち片方の板(正極)に適した素材を発見した。 それだ!と思いましたよね。 年明け早々にそれまで出来上がっていた負極と組み合わせたら電池が出来上がった。 飛び上がりましたよ」と先生は笑う。 リチウムイオン電池の今後 リチウムイオン電池は、 排ガスを出さない電気自動車や、天候に左右されやすい太陽光や風力発電による 電気の貯蔵にも使われ、更なる改良が続けられている。 石油などの 化石燃料の消費を減らし地球温暖化に歯止めをかける環境保全の面でも期待されている。 「(ノーベル平和賞は) 環境問題に対して今後頑張ってきなさいよという激励なんです。 一つのマラソンレースが終わってやっとゴールしたと思ったら次のレースに走りなさいって言われているようなもの」という。 「大変ですね」とスタッフがいうと「いや、楽しですよ」といつもの笑顔でこたえていた。 3月14日「チコちゃんに叱られる!」より参照・抜粋 まとめ すばらしい! その他の問題.

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リチウムイオン電池「持続可能社会の中心技術に」 吉野さんノーベル記念講演

吉野 彰 リチウム イオン 電池

パソコンにスマホ、デジタルカメラに電気自動車。 リチウムイオン電池は私たちの身近なシーンにたくさん使われていますよね。 すでに生活と切り離せなくなっているリチウムイオン電池ですが、その生みの親である 吉野彰氏、 スタンリー・ウィッティンガム氏、 ジョン・グッドイナフ氏の3氏がノーベル化学賞を受賞しました。 旭化成の名誉フェローの称号を持つ 吉野氏、を見ると、京都大学出身で2005年には大阪大学工学研究科で工学博士を取得していますが、1972年に入社して以来旭化成一筋。 プロフィールを見ると、まさに リチウムイオン電池一筋です。 1980年代に機器のモバイル化が進む中で、需要に導かれて発明されたのがリチウムイオン電池といえましょう。 モバイル機器の小型化・軽量化はどんどん進んでおり、私たちが使ってるスマホもラップトップもこの電池なしではここまでの軽量化はできなかったでしょう。 リチウムイオン電池とは リチウムイオン電池は二次電池、または蓄電池や充電式電池ともいい、何度でも繰り返し充電して使える電池です。 生活に密着した機器ばかりでなく、太陽電池や再生可能エネルギーの蓄電や電気自動車、果てはデータセンターなどにも活用されています。 もうわたしたちの生活はリチウムイオン電池なしでは成り立たないかも?! リチウムイオン電池の基礎を作ったウィッティンガム氏 そもそもリチウムイオン電池が生まれた背景には石油燃料を使わないエネルギー技術の開発が盛んになった1970年に端を発しています。 受賞者のひとり、スタンリー・ウィッティンガム博士はこの70年代に石油燃料を用いない電池の開発に取り組むことで、正極に硫化チタン、負極に金属リチウムイオンを使って リチウムイオン電池の基礎を築き、世界で初めてリチウムイオン電池の原型を発明。 その後現在ではiPadなどの充電にも使われている、パワフルで持ち運びしやすいリチウムイオン電池の発明につなげています。 よりパワフルなバッテリーの基礎を作ったグッドイナフ氏 ジョン・グッドイナフ博士は金属硫化物でなく金属酸化物で電池を作ったらよいのではないかという仮説に基づき、1983年にコバルト酸リチウムを正極に用い、そのずっと後の90年代に実用化された、 さらにパワフルなバッテリーが生まれる基礎を作りました。 商品化に耐えるリチウムイオン電池の特許を取得した吉野氏 このグッドイナフ氏の研究を基礎としたのが 吉野彰氏です。 吉野氏は1985年5月に 商品化に耐えるリチウムイオン電池の特許を取得、実用できるリチウムイオン電池の誕生です。 負極に伝導性の炭素材料を使用し、正極にはグッドイナフのコバルト酸リチウムを使用することで、一般にも使えるリチウムイオン電池の誕生に大きく貢献したのです。 吉野氏たちの電池に注ぐ情熱がなければ、わたしたちはiPadもiPhoneもGoProもこんなに軽々と持ち運んでいなかったかもしれないのですね。 受賞おめでとうございます。 吉野彰氏記者会見の様子 Video: Source: , , 2019年10月9日22時55分修正:リチウムイオン電池とすべき部分がリチウム電池となっておりましたので修正しております。 Tags :•

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リチウムイオン電池「持続可能社会の中心技術に」 吉野さんノーベル記念講演

吉野 彰 リチウム イオン 電池

5月7日、欧州特許庁は、リチウムイオン電池を発明した旭化成株式会社の(よしのあきら)氏が2019年欧州発明家賞(European Inventor Award)の「非ヨーロッパ諸国部門」(Non-EPO countries)においてファイナリスト3名(チーム)に選ばれたことを発表いたしました(2019年5月7日:欧州特許庁プレスリリース) 吉野氏の研究テーマは、現在リチウムイオン電池を安全に作動させている材料とその機能を特定することです。 吉野氏はこの分野の産業研究と開発を先導し続け、今でも旭化成の顧問、名誉フェローとしてこの研究に取り組んでいます。 旭化成は、吉野氏がその技術を発展させ、世界的な商品化に繋げた企業です。 新しいタイプの充電式電池を私たちが自由に使えるようにし、その電池を使った携帯用デバイスで人々が繋がるようになったことで、吉野氏は私たちの暮らす社会に大きな衝撃を与えました」と述べています。 リチウムイオン電池の模型 欧州特許庁が主催する欧州発明家賞は、ヨーロッパで最も権威のある発明家賞の一つで、ヨーロッパ以外でノミネートされるのは毎年世界で3名 チーム のみです。 日本人のノミネートは、2015年に同賞を日本人で初めて受賞した氏(およびカーボンナノチューブ開発メンバー)以来、4年ぶり6人(チーム)目となりました。 「非ヨーロッパ諸国部門」の他のファイナリスト2 名(チーム)は、Eben Bayer and Gavin McIntyre(USA)(発明:Eco-friendly packaging from mushrooms)とDr Gideon Stein(イスラエル)(発明:Vision for vehicles to improve road safety)です。 受賞者は6月20日(現地&日本時間)ウィーンでの式典において発表されます。 欧州発明家賞(European Inventor Award)とは 欧州発明家賞(EIA)は、EPOにより2006年に設立された、ヨーロッパで最も権威のある発明家賞の1つです。 この賞は欧州特許庁が、時代の最大の課題に答えをもたらす先駆的な発明を行う個々の発明者や発明者のチームを讃たえ、毎年付与するものです。 産業部門、研究部門、中小企業部門、非ヨーロッパ諸国部門と功労賞の5部門と、一般投票で決定する「Popular Prize(ポピュラープライズ)」 で構成され、毎年5つの部門から各3 名(チーム)、合計15 名(チーム)が最終選考者としてノミネートされます。 最終選考者と受賞者は、欧州での技術進歩、社会発展、経済的繁栄と雇用創出への貢献についての提議を審査する、政治経済、科学、学術研究機関および研究の分野における国際的権威からなる独立した審査員団によって選ばれます。 今日最も普及しているのはリチウムイオン電池です。 その発明以前の総ての電子機器は、電源、或いは 不可逆反応によって化学結合に蓄えられたエネルギーを放出する電池によって動いていました。 その為、素材に含まれるエネルギーがなくなれば、電池は捨てるしかありませんでした。 これは、1980 年代 にビデオカメラ、ノート型PC、携帯電話などの携帯電子機器を開発する製造業者にとって、問題になり ました。 これらの新製品は、小型で軽量、かつ十分な容量を備えた充電式電池を必要としました。 しかしながら、当時開発されていた、鉛蓄電池やニッケルカドミウム電池など従来型の蓄電池は、携帯用の 用途には重すぎ、またかさばりすぎました。 吉野彰氏による研究は、この問題を解決するのに役立ちうるものでした。 吉野氏は1972 年に京都大学 工学部石油化学科の修士課程を修了した後、旭化成工業会社 現旭化成株式会社 の研究部門に入社、現 在も顧問及び名誉フェローとして同社に勤めています。 初期の彼の研究では導電性ポリマー、とりわけポリアセチレンに焦点が当てられていました。 これは電池の負極材料として用いられる可能性を秘めていたのです。 軽量金属リチウムは爆発する危険性があるため使えませんでしたが、より安全な素材を使 う新しいアプローチが可能なことを、吉野氏は研究で確信しました。 彼はポリアセチレンの負極とコバルト酸リチウムの正極を持つ新しいタイプの電池を開発しました。 この二つは両方とも、新たに発見された特徴を備えていました。 ポリアセチレンは、導電性のあることが 1977 年に化学者の氏が行った公開実験によって示されており、また、空気中で安定するコバル ト酸リチウムは、1979 年にアメリカ合衆国の物理学者、氏により発見されていま した。 これらの素材を使うことは、吉野氏の電池が、他の当時開発中だった発火する危険性を伴う充電 式電池よりも安定していることを意味しました。 電池の安全性における飛躍的な進歩 吉野氏が更に、ポリエチレンベースの薄い多孔膜を材料間のセパレート材として取り入れたことで、電池に安全機能が備わりました。 この膜が溶けることで、電池の過熱化が発火前に止まりました。 安全ヒ ューズの役割を果たすこの化学物質は、リチウムイオン電池が発火する危険を抑えるために、今でも使われています。 安全性は今も向上し続けており、リチウムイオン電池が研究ラボを越えて一般消費者 向け製品に実用化されうるための鍵であり続けています。 吉野氏、電池性能の向上を実現 最初のリチウムイオン電池は1983 年に作られました。 同年、旭化成は吉野氏の充電式リチウムイオン 電池について日本初の特許申請を行い、商品化の道のりが始まりました。 1985 年には、電池が多くの充 放電サイクルに耐えられるよう、電池の一極に使う素材をより効率的なカーボン含有物に置き換えまし た。 電圧を1. 5V から4V 以上へと高めるためにアルミニウムと銅箔のコネクタ、有機溶媒電解液を取り 入れ、また、より大きな容量を与えることで 、吉野氏は電池の性能を向上させました。 更なる特許が これらの発明・改良を保護するのに役立ち、今日、吉野氏の名前は 56 件の日本の特許及び6 件のヨーロ ッパ特許に、発明者として記されています。 これらの多くの改良は、リチウムイオン電池が他の電池技 術を越えて商業的な成功へと発展するのに役立ちました。 電気自動車の出現を可能にした発明 吉野氏の発明は、カムコーダからラップトップPC にわたる携帯用電子機器の消費者市場を切り開くのに役立ちました。 彼の充電式電池は今日50 億にも上る携帯電話で使われています。 その発明は電気自動車の出現をも可能にしました。 リチウムイオン電池の電気自動車への応用は、急速に進んでいます。 吉野氏の最初の発明及びその後の改良は、1970 年代から彼が勤めている旭化成にとって、非常に重要であり続けています。 「私たちの特許をライセンスするというアイデアは、多くの企業でのリチウムイオ ン電池製造を可能にしました。 その結果、市場は遙かに早く成長でき、新しい技術を導入するのがずっと楽になり、消費者の助けになっています。 」と吉野氏は述べています。 同社は吉野氏のリチウムイオ ン電池の基本特許について、ソニー株式会社を含む外の電池製造業者に使用ライセンスを与えています。 ソニーはこの技術を1991 年に市場化しました。 基本の特許は既に失効していますが、吉野氏の継続的な取り組みによって旭化成は市場での存在感を保ち、リチウムイオン電池セパレータ世界市場シェ アの17%を2016 年まで維持しています。 東京を基点に、同社は3万5 千人近い従業員を有し、年間の 売上高は156 億ユーロに上ります。 吉野氏の研究は今日も続き、最近は安全基準の向上と電池の効率性 強化のために新しい手法を開発しています。 リチウムイオン電池の世界市場は2017 年に 265 億ユーロと推定され、2025 年までには 900億ユーロを超えると予測されています。 このように、吉野氏の過去30 年以上にわたる先駆的な研究は新しい発展 を促進し続け、その将来の方向性に影響を与え続けています。 吉野氏自身にとって、彼の発明はその増え続ける用途と密接に関わっています。 彼は自らの開発した技術を、ラップトップ型PC、携帯電話、電気カミソリ、外の電動工具などで日常生活に使うことを楽しんでいます。 「研究は市場の需要を念頭に置いて行わねばなりません。 」と吉野氏は語りました。 「そしてそれらの需要は、探さない限り見えては来ないのです。 皆さんはこの3月以降,学会に参加発表されましたか?Covid-19パンデミックの影響で国内学会の年会…• , 脂環式アミン類の直截的C—H官能基化反応が開発された。 保護基や遷移金属触媒を必要としない本手法は、環…• , 山東信介 1973年、和歌山県生まれ は、日本の化学者である。 専門は生体機能関連化学、ケミカルバイ…• , JSRは、東京大学大学院理学系研究科物理学専攻(東大理物)と包括的連携に合意し、4月1日から共同研究…• , さて、今回は第41回目の研究者インタビューです。 今回も前回に引き続き第5回ケムステVシンポの講演者に…• , インフォコム株式会社は、欧米の化学、製薬企業や研究機関にITサービスを提供するViridisChem…• , , , 第5回もまだ終わっていないですが、第6回ケムステVシンポの開催告知です。 今回は、タイトルにあ…• , 定期的にSpring転職エージェント(アデコ株式会社)に寄稿いただいている、「就活・転職・面接・仕事…•

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