極東極楽 ごくとうごくらく

豊饒なセカンドライフを求め大還暦までの旅日記

厚かましい手抜き

2018年02月20日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

        ※  仁義と利益:宋牼(そうこう)が楚に急行する途中、石丘で孟子に
                  孟子は宋牼にたずねた。「先生、目的の珀はどちらですか」宋牼は言
                  った。「楚に行くところだ。泰と禁が戦端を開いたというから、わし
                  は楚王を説得して戦争をやめさせようと思う。禁王が承知しなかった
                  ら、泰王を説得して戦争をやめさせる。どちらか一方は、わしの進言
         をきき入れるにちがいない」「さようでしたか。ひとつ、詳しいこと
         はともかく、どのように説得されるのか、要旨を対きかせ下さい」「
         わしぱ戦争の不刈谷なことを力説するつもりだ」「先生の対応は広大
         ですが、それでは説得の主眼点が間違っております。先生が利を説い
         て成功したとしましょう。このばあい、奈楚両王は利益の貴重さを知
         って軍事行動を停止するのであり、将兵が停戦を歓迎するのも、利益
         本位の立場からです。もし、臣下であり、人の子であり、弟である者
         が、利益本位に君主や父兄と結びついているのだとしたらどうでしょ
         う。人間が仁義の絆によってではなく、利益によって結ばれる、こう
         いう国が持続したためしはありません

         逆に、先生が仁義を説いて成功したとしましょう。このばあい泰楚両
         王は仁義の貴重を知って軍出会った。事行動を停止するのであり、将
         兵が停戦を歓迎するのも、仁義の立場からでありましょう。臣下であ
         り、人の子であり、弟である者が、仁義の絆によって主君や父兄と結
         びついているこのように、人間がみな利益によってではなく、仁義の
         絆によって結ばれる、これが実現できながら王者になれなかったため
         しはありません。どうして利益などとおっしゃるのです」

Cleo - The drone of the future  

 AUG. 12, 2014 

【シチリアスタイルの魚のカルパッチョの異変レシピの話】


西洋刺身料理といえばカルパッチョというわけで、ネット検索していると、ニューヨークタ
イムスがとんでもない料理を紹介していた。『鮭/鮪のわさびソースカルパッチョ』という
もの。プラスティクラップフィルムにオリーブを塗布し、薄切りのカルパッチョを1枚乗せ、
魚の表面をオリーブオイルで軽くブラシング(磨き)、その上にラップフイルムを乗せ、肉
テンダライザ(軟化器)やピンローラーで3~6ミリの厚みになるまで優しくたたき、ラッ
プフィルムを剥がし冷蔵庫で30分放置するというもの、刺身といえば、包丁の切れ味が美
味さ(食感)を決定ずけるものとばかりと考えていたものだからこれは手抜き料理ではない
か訝る。しばらく、あれこれ考えていたが、うまければ手抜きも問題ないか?!と思い定め
る。
     

     
No.154

【蓄電池篇:最新土壌還元可能電池技術】 

● ツチニカエル電池Soil reduction batteryとは何か

 May 17, 2013

2月19日、 日本電信電話(NTT)は、土壌や生物へ悪影響を与えないレアメタルフリーの
新しい電池を開発、動作を確認したことを公表。名称は「土に還る電池(ツチニカエルでん
ち)」。電池部材は肥料成分や生物由来材料から構成、使用後も環境に悪影響を与えない。
ツチニカエル電池は、セパレーター、筺体、正極に生物由来材料を、負極と電解液には肥料
成分を利用。一般に電池の電極は、酸素が拡散できる3次元の導電性多孔体構造が求められ
従来の電極は、結着剤により粉末状カーボンを固形化し構造を形成するが、結着剤にはフッ
素系樹脂などが使われ、燃焼時には有害ガスが発生する。また、土壌などには含まれていな
い物質であり、低環境負荷の材料ではない。そこで、は生物由来材料の前処理後、多孔体構
造のカーボン化に成功。結着剤自体が無いカーボン電極を開発した。

開発した電池の動作確認では、測定電流1.9mA/cm2において電池電圧1.1Vを記録。また数個
を直列につなぎ、市販のBluetooth Low Energyの温度センサーモジュールに接続→モジュール
からの信号を受信して電池が動作することも確認できた。
なお、電池が植物に与える影響を
確認するために、肥料検定法に基づく植害試験も実施。これは、使用済み電池を粉砕して土
壌に混合し、そこに植えた小松菜の発芽状態によって土壌への影響を評価するもの。その結
果、ツチニカエルでんちは従来の電池と異なり、植物の成長に悪影響を与えないことが確認
する。NTTでは今後、電池の性能のさらなる向上に取り組む他、ツチニカエルでんちを活用
したセンサーサービスの提供を検討していく。なお、この成果は20180222~23日に開催
る「NTT R&Dフォーラム2018」で展示される。

生物由来カーボンなどが本当にリスクフリーなのかはわからないため段件扱い。

※ 関連特許事例: 特開2016-166817 電池容量推定システム、電池容量推定方法および電池
    容量推定プログラム 株式会社NTTファシリティーズ(下図参照)。



【暗号通貨のASICに関する激しい「戦争」が勃発している話】

ビットコインに代表される仮想通貨では多くの場合、ブロックチェーンの信頼性を高めるた
めに「プルーフ・オブ・ワーク」(PoW)という作業が行う
。その際には膨大な量のコンピュー
ター処理能力が求められ、その用途に特化した「ASIC」(Application Specific Integrated Circuit
特定用途向け集積回路)と呼ばれるチップを搭載したマシンが用いるが、加熱する仮想通貨の
世界の傍らでは、このASICに関する激しい「戦争」が勃発しているという。

 Feb. 13, 2018

暗号通貨の一つであるMoneroは、エスペラント語で硬貨やコインを意味する言葉から名付け
られた仮想通貨。プライバシーの高さを特徴とするMoneroは2014年に運用が開始、開発者は
2018年2月11付けのブログで「ASIC耐性を高めること」についての方策を発表
、通常は1年に
2度が予定されているハードフォークを実施するたびにPoWアルゴリズムを変更する。Mon-
ero
の一般ユーザーにとは影響のないこのアルゴリズム改変だが、ASICを使ってマイニングを
行っている「ASICマイナー」には、ハードフォークのたびにそれまでの手法が時代遅れにさ
れてしまう影響が及ぶ。また、もしこの対策が不十分であることが判明した際には、開発者
は「緊急ハードフォーク」を実施することで、ASICマイナーによる「掘りすぎ」を防止する
ことが条件となる。また、いま仮想通貨の世界では、ASICを使ったマイニングの「不公平感」
が問題とされる。この開発チームが不公平さをなくすことでより広く平等なシステムとし、
本来は分散型である仮想通貨が一部のマイナーによって「独り占め」されることを防止する
狙いがあり、ASICの生産メーカーの寡占化も問題視されている。

 Wikipedia;Telegram

中国にあるASICメーカーのBitmainASIC生産に膨大なシリコン母材「シリコンウエハー」
を発注しており、その規模はGPUメーカー大手のNVIDIAをしのぐ。つまり、一部のメーカー
によるマイニング技術の独占状態リスかが危惧――今後もしMoneroのマイニングがBitmain
製のASICにより完全に独占され、そこでBitmainが拠点を置く中国政府が何らかの規制をかけ
ASICマイニングをストッ
プさせる「キルスイッチ」の搭載を強制されれば
中国政府の中
央集権的な仮想通貨となってしまう恐れがある。そこでMoneroでは、メーカーが分散化して
いるGPUを使ったマイニングが行われるようにしておくことで、特定勢力による恣意的なコ
ントロールを防止する環境作り目的に掲げる。Moneroの次のハードフォークは、2018年3月
の予定。



● 今夜の寸評:彼はタフだが厚かましい

英会話の宅ラーニングがスムーズでない。理由は時間である。それでも宅トレでデーコード
し、ヒアリングするなりして遅れを取り戻そうと努力はしている(言い訳か)。『ニュース
で英会話』で「NEW DETERRENCE STRATEGY(新・抑止力」の中で面白いと思った箇所ががあ
った。内容はドナルド・トランプ政権は中長期の新たな核戦略を発表し、核なき世界を目指
すとしたバラク・オバマ前政権からの方針転換を打ち出したニュース。



 The U.S. government has announced a new nuclear strategy to enhance its deterrence
   capabilities.
This marks a policy shift from former President Barack Obama, who often
   advocated for a world 
without nuclear weapons.
The administration of President Donald
   Trump released on Friday the Nuclear Posture Review. 
The new policy sees global
    threats rapidly growing as Russia and China expand their nuclear arsenals, and North
    Korea continues its nuclear development. The document states that enhancing the U.S.
    nuclear deterrence is needed to counter such threats.

    It calls for modernizing U.S. nuclear arsenals and deploying submarine-launched
    ballistic missiles armed with low-yield nuclear warheads.

    Under the new policy, the U.S. would only consider the use of nuclear weapons in
     "extreme circumstances." But the government isn't ruling out the possibility of using 
    nuclear weapons in response to a conventional attack.

 アメリカ政府は、抑止力を強めるための新たな核戦略を発表しました。これは、折に
 れて核なき世界を提唱したバラク・オバマ前大統領からの方針転換を示すものです。
 ドナルド・トランプ政権は金曜日(2月2日)、「核態勢の見直し」を発表しました。
 新戦略は、ロシアと中国が核戦力を増強し北朝鮮が核開発を続けていることによって、
 世界的な脅威が急激に増しているとしたうえで、こうした脅威に対抗するにはアメリカ
 の核抑止力を強めることが必要だと指摘しています。メリカの核抑止力を強めることが
 必要だと指摘しています。そして新戦略では、アメリカの核戦力を近代化し、低出力核
 (と呼ばれる威力を抑えた核弾頭)を搭載した潜水艦発射弾道ミサイルを展開するよう
 求めています。新しい方針のもとでアメリカは、核兵器の使用は「極限の状況」でのみ
 検討するとしていますが、通常兵器による攻撃に対しても核兵器で反撃する可能性を排
 除していません。




そこで記憶に残ったのが”He is tough and pushy.”(彼は強引で厚かましい)というフレーズ。


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小さな巨人Ⅹ

2018年02月19日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

        ※ くらべ方が問題:任(じん)の国のある男が屋廬子(孟子の弟子)
         にたずねた。「礼とメシとでは、どちらが重要かね」「それは礼で
         す」「性欲と礼とでは?」「もちろん礼ですよ」「では、礼を守っ
         ていれば餓死するが、守らなければメシが食べられる、という場合
         でも、やっぱり礼は守らなければならないのかね。結納をかわすの
         であれば妻が娶れない。しかしやらなくてすむならば娶れるという
         場合でも、やっぱり儀礼どおりにしなければならないのかね」

         屋廬子(おくろし)は返答につまって、翌日郡に行き、孟子にたず
         ねた。孟子は、「そんなことに答えられないのか。根もとを見ない
         で先端だけくらべるなら、一寸の木切れでも高楼より高いというこ
         とができる。金は羽毛より重いという場合、帯止めの金と車一杯の
         羽毛とをくらべてそういうのではない。この場合、食事のほうは、
         人の生死にかかわっている。ところが礼のほうは、とるにたらぬ例
         だ。この二つを比べて、食事が礼より大切だということができるだ
         ろうか。また、性欲と礼とをくらべる陽合には子孫を残すという重
         要な問題と、とるにたらぬ儀式とをくらべている。これで、性欲が
         礼より大切だということができるだろうか。

         任の男にこういってやれ、『兄の腕をねじあげて食物を強奪すれば
         よし、さもなければ食物にありつけないという場合、あなたは兄の
         腕をねじあげるのか。隣の押板を踏みこえて娘をひきずりこめばよ
         し、さもなければ妻を持てないという場合、あなたはひきずりこむ
         のか』とな」

        〈結納〉 駄文は説述。絹紬の当日、「新郎」が新婦を迎えに行く代
         代である。妻を娶る場合、納采、同名、納言、細微、告則などを経
         て、最後に親迎の礼に至る。もちろんその都度、礼物を持参しなけ
         ればならない。

        【解説】 原則を固執して特別の場合を認めないのは教条主我である。
         特別の場合だけを見て原則を否定するのは経験士族である。仁政礼
         智を高唱する孟子は、とかく原則一点ばりと受けとられがちである
         が、実は柔軟な思考を持つ実際家でもあるのだ。
 



 谷口三平さんの米寿を祝う@水幸亭



● 日本の加工食品技術は世界一?

先日は、味の素の冷凍食品の美味さに驚き、今日は日清のどん兵衛の鴨だしそばの美味さに感嘆。湯を注
ぎ入れ、そこに自家製のアラビアーターオーレーアリーを加え、iPhoneで3分間のカウントダウン。スー
プは勿論、生麺ではないが細めのそばはのど越しの程良さに感心。食感の改良添加剤に燐酸エスタなど加
えるのが一般的だが、そこは注意深くカルシウムを補強(ホットミルクなど)するのだが、加工食品は現
地の嗜好性やローカリティを細かくアレンジしていけば、自ずと世界を席捲する。いや、感心する。

      

     
No.153

【ピエゾタイル事業篇:圧電素子を超える振動発電機能をもつクラッド鋼板】 

● 出力がこれまでの20倍の磁歪複合材料



今月13日、東北大学らの研究グループは、冷間圧延鋼板(SPCC相当)とFeCo系磁歪材料の冷間圧延板
とを熱拡散接合させ。このクラッド構造――性質の異なる異種の金属を圧着した鋼板――で、FeCo 磁歪
材料単独の場合よりも数倍から20倍以上
振動発電出力が得て、電磁力学場の数値シミュレーションに
より増幅機構解明にも成功したことを公表。
この成果は、身のまわりの生活振動や工場設備などの微小振
動を利用するIoT センサー用電源から、強靱で衝撃に強い材質を活かして、鉄道車両・自動車などの走行
振動や風力・水力などを利用する大型のエネルギーハーベスティングへの応用が可能となり、省電力が課
題のEV(電気自動車)での応用展開が期待されている。

尚、新開発のクラッド鋼板は、従来から振動発電素子として知られている圧電素子と比較すると、微小な
振動(加速度0.1G、振幅20µm、周波数50Hz)では25倍以上の出力が確認されており、IoTなどの無線センサ
ー用電源としては十分な電力が得られ、破損しにくいという点も特徴となっている。また、冷間圧延鋼板
をニッケル板におきかえたクラッド構造にすると、より大きな出力(圧電素子の50倍以上)が得られ、通
常の磁歪材料に比べ、磁場による形状の変化量が100倍程度大きな材料の超磁歪材料(Galfenol)に匹敵す
る発電性能をもつ可能性があり調査研究されている。

Feb. 12, 2018

東北特殊鋼は2016年から自社の鋼材工場設備の振動を利用したFeCo系磁歪材料による振動発電器を電源と
するIoTセンサーシステム(モーター監視)を試験的に運用。今回開発したクラッド鋼板による振動発

器を利用することにより、これまで振動が非常に微小なためにセンサーノードが機能しなかった箇所
にも
システムを拡大できる。将来の大型化を想定した試験として、クラッド鋼板の小片による振動発電器を、
自動車を模した台車に取り付けて走行させる実験では、数mW(ミリワット)以上の出力を確認しており、
実際の自動車ではW(ワット)級あるいは路面状態によっては、それ以上の発電量が期待できる。

 

Titol:Magnetostrictive clad steel plates for high-performance vibration energy harvesting Appl. Phys.
         Lett. 112, 073902 (2018); https://doi.org/10.1063/1.5016197

 どこが違うのか 特開2017-163119  複合強化型の磁歪複合材料及びその製造方法

【概要】

この複合強化型の磁歪複合材料及びその製造方法に係り、より詳細には磁歪合金フィラーを埋め込んだ、
ロバスト(強靱)かつ軽量性を具えた自己発電型スマート複合強化型の磁歪複合材料及びその製造方法に
関し、その原理は、磁歪合金が外力(応力)を受けると、ひずみエネルギーが材料内部に及び、その結晶内
のミクロ的な磁気モーメント領域(以下、磁区または磁気ドメイン(Magnetic Domainと表示)の発生や移
動挙動に影響を及ぼし、ついには、試料表面から応力に対応した形で漏れ磁束が発生する、いわゆる“逆
磁歪現象”を利用する。  そのような機能を有す磁歪合金を薄板や細線に加工して、ポリマー、金属、セ
ラミックスからなる母材(マトリックス)に適切に埋め込み、複合強化と同時に逆磁歪効果(漏れ磁束現
象)を増強して、外力センサや振動発電機能を高めた、複合機能型でスマートな複合材料を提供―― その
ような機能を有す磁歪合金を薄板や細線に加工して、ポリマー、金属、セラミックスからなる母材(マト
リックス)に適切に埋め込み、複合強化と同時に逆磁歪効果(漏れ磁束現象)を増強して、外力センサや
振動発電機能を高めた、複合機能型でスマートな複合材料を提供するものである。

磁歪材料は,エネルギー回収を可能とするため,高い磁歪特性を有し,大量生産可能で,低コストな材料
が要求される。テルビウム,ジスプロシウムおよび鉄から成るTerfenol-Dは,巨大な磁歪(800-1600ppm
と低い磁気異方性のため,重要な磁歪材料として認められている。様々な応力と磁場下でTerfenol-Dロッド
の磁歪・磁気特性を検討し,最大の磁気弾性定数が比較的低い圧縮プレストレスとバイアス磁場で達成で
きることを示す。また,交通からエネルギーを回収するTerfenol-D電力発生子の設計手法も提案されている。
さらに,森ら[非特許文献6]は,Terfenol-D板を利用した共振調整機能を有するカンチレバーの動的曲げと
環境発電特性に関する研究を理論・実験両面から行っている。Terfenol-Dはエネルギーハーベスティング材
料として有望であるが、脆性や,有効な周波数領域を制限する高い渦電流の発生など,いくつかの問題に
より,圧電材料の代替材料としての使用が制限されている。これらの問題がきっかけとなり,複合材料を
利用して上記問題を解決する検討が行われてきている。最近,Terfenol-D粒子をポリマー母材に分散させた
磁歪複合材料が,高い引張強度と小さな渦電流損失のために注目され、Terfenol-D粒子分散エポキシ樹脂
の応力誘起磁束密度に及ぼすTerfenol-D粒子の分散量とサイズの影響が解明されている。また、Terfenol-D
子分散エポキシ複合材料の外力誘起磁場の新しいモデルも提案されている。さらに、Galfenolとして知ら
れているFe-Ga合金は,400ppmの磁歪を示し,一部の研究者はGalfenol振動電力発生器のエネルギーハー
ベスティング特性を研究されているが、しかしながら、それらも生産・加工が難しい、高価などなどの欠
点をもち、本格的な環境発電材料とては不完全で適期事例も少なく、製品化には至っていない。

以上から、従来技術の米国製(特許)の磁歪合金素材2種の問題点と利用限界は以下の通りとなる。

1)鋳造材料は脆く、難加工性で2次加工(線材、板材強加工(圧延、線引き)は“不可能”であった。
2)この2種類の磁歪合金の剛性は鉄系よりも半分以下であり柔らかく、2次加工(強加工)に伴い、内部
 に(結晶配向性変化、内部欠陥(われ、転位密度の不均質性、内部応力不均質性)が発生して、磁気/磁
 歪特性が大幅に低下してしまう。それゆえに、2次加工材から得られる圧延薄板や絞り込み細線の入手
 は不可能であり、それを用いた工業製品は皆無であった。

一方、2011年になって,Fe1-xCo磁歪(x=50-90 at%)合金が鍛造・冷間加工によって開発され
様々な合金組成と熱処理の影響が検討されている。また、高いCo含有量のFe-Co合金に対する熱処
理の影響も研究されている。Fe-Co合金は,高強度,延性,優れた加工性を示し,Fe-Co合金繊
維も容易に作製可能である。
高アスペクト比による磁歪連続Fe-Co合金繊維は,様々な特色(低反磁
界係数,強い磁気結晶異方性など)を示すため,Fe-Co繊維をポリマー中に分散させることで,高い
磁歪特性を有する複合材料の開発が期待される。さらに,ポリマー複合材料は,軽量で,作製時にプレス
トレス効果が付与されるなど、Fe-Co繊維の特徴を生かした高品質の複合材料設計が可能となる。

以上をふまえ、ロバスト高強度、大発電力、応力負荷に耐える“自立発電型”スマート材料として多方面
に展開することが可能な複合強化型の磁歪複合材料及びその製造方法を提供するにあたり下図のように、
こと母材と硬化剤をある比率で混合して、FeCoファイバを型の中で一方向に配列し,重りにより応力を負
荷した状態で,母材を型に流し込む。その後,室温にて,24時間硬化させ、さらに,硬化したFeCoファイ
バ強化複合材料を恒温炉内に入れ,80℃に加熱後3時間保持して後硬化させることにより、引張残留応力の
入った高発電力の磁歪繊維強化型複合材料を製造する。FeCoファイバを熱処理することにより、さらに高
性能な磁歪繊維強化型複合材料を製造することもできる。さらに、理論解析を併用し、複合材料を最適化
することもできる。

【図5】複合材料の製造手順

このような複合強化型磁歪複合材高出力圧電素子の研究開発に対し、No.151の「フィルム型ピエゾタイル
事業篇:微風あるところなら自由に設置可能」で紹介したように、低出力ながらフィルム圧電素子(国内
特許事例として紹介した下図の「特開2015-002607|振動発電体(株式会社ビスキャス)もあるが)の2種
類を建造物の表面に配置し、それぞれに好適な表面形状に加工した風圧振動体と一体形成させたモジュー
ルでソーラー/サーモタイルと同様にタイリングが可能だと考えているが、新しい風力発電モジュール
生まれ、可住面積を損なうことなく発電機能を付加できる。
 



【日本初発のペロブスカイト年内にも実用化】

2月11日、産経ニュースは日本発の次世代太陽電池が注目を集めている。フィルム状で柔軟に曲げるこ
とができ、低コストで透明化も可能だ。光エネルギーの変換効率は現在主流のシリコン系に迫る水準に向
上し、年内にも実用化が始まる見通しで、太陽電池の用途を大きく広げそうだと報じている。「太陽光か
ら電気を作り出す太陽電池は現在、半導体の基板材料にシリコン(ケイ素)を使うタイプが主流だ。これ
に対して次世代型の本命といわれるのが「ペロブスカイト」と呼ばれる特殊な結晶構造の材料を使うタイ
プだ。鉛を中心に有機化合物、ヨウ素、臭素などが規則的に並ぶ構造で、光を吸収しやすい。太陽光を浴
びると電気的にマイナスの電子とプラスの「正孔」が生じ、光エネルギーが電気エネルギーに変換される
。この原理を桐蔭横浜大の宮坂力(つとむ)特任教授が2005年に発見し、太陽電池に利用する可能性
に道を開いた」と。

 どこが違うのか

ここから再確認ということで同社の報道内容を引用する。「宮坂氏は翌年、ペロブスカイト構造を持つフ

ィルム状の物質を2種類の材料でサンドイッチ状に挟み、電子と正孔を逆方向に分離して動かすことで電
流が生じる太陽電池を世界で初めて学会で報告し、09年に論文を発表した。太陽電池の基本性能である
光エネルギーの変換効率は当初、わずか2・2%で、シリコン系の26%台に遠く及ばなかった。だが、
元素構成の改良などで急速に向上し、昨年12月には韓国の研究チームがシリコン系に肉薄する22・7
%を達成した。ありふれた元素を使うため原料費は安い。製造が簡単なのも利点で、ペロブスカイト物質
を含む溶液をガラスやプラスチックの基板にペンキのように塗って乾かすだけで「中学校の理科室でも作
れる」(宮坂氏)。真空ポンプなどの大規模な製造装置が必要なシリコン系に比べ、製造コストは半分以
下という」。



 歩きながら発電

「最大の特徴は薄く柔軟なことだ。シリコン系は固く割れやすいため、最低でも0・1ミリ程度の厚さを持たせる必要
がある。ペロブスカイト物質は重い鉛を含むため比重は2倍だが、100分の1以下の厚さで軽く作れる。太陽電池
の軽量化は設置場所や用途を大きく広げそうだ。シリコン系は重さに耐える平らな場所にしか設置できないが、フ
ィルムのように薄く軽ければ、それほど強度のない壁面や、曲面に取り付けることもできる。ペロブスカイト物質は
赤褐色だが、薄くすれば透明化も可能だ。東京大の研究チームは昨年、半透明の太陽電池を開発。住宅やビル
の窓ガラス、自動車のスモークガラスや天井から光を取り込むサンルーフなどへの応用を想定している。
理化学研究所は衣類に張り付けることができ、洗濯しても変換効率が大幅に低下しない超薄型の太陽電池
の開発
を検討している。れらが実用化すれば、自動車のバッテリーや家庭用電力の補助に役立つ。衣類や
かばんに張っ
て外出しながら発電し、携帯電話などのモバイル機器の充電もできそうだ。ペロブスカイト
太陽電池は当初、ほとんど注目されなかった。変換効率があまりに低かったからだ。だが12年に10

9%を達成してからは開発競争が一気に激化。宮坂氏の09年の論文は、これまでに世界で5千回以上も
引用さ
れている。開発初期は耐久性も数カ月にとどまり、20年以上に及ぶシリコン系と比べ大幅に短い
ことが大きな欠点
だった。しかし、有機化合物の変更などの改良が続いた結果、最近は10年以上に向上
したことが実験で確認され
ている」と。

 課題は安全性

「残る大きな課題は、劣化した際に有害な鉛が漏れ出し、環境を汚染する懸念だ。このため無害な代替物
質の研究が活発化している。理研は昨年、世界最高水準のスーパーコンピューター「京(けい)」による
シミュレーションで、有害物質を含まないペロブスカイト構造の候補物質を一挙に51個も発見した。
宮坂
氏は「量産ラインの整備を急いでいる企業もあり、年内にも実用化が始まるだろう。今後はシリコン系を駆逐するの
ではなく、用途や環境に応じた使い分けや組み合わせで共存していくだろう」と話している」と。

※ 『ソーラータイル事業篇:ペロブスカイト型ソーラーの躍進』(2018.02.13.「エネルギーフリー 社会を
   語ろう! No.150
)も願参照。

【省エネ篇:世界初SiCパワー半導体で洋上風力の高圧直流送電を高効率化】

2月14日、三菱電機は、炭化ケイ素(SiC)パワー半導体モジュールを適用することで、洋上風力のHV
DC
(高圧直流)送電を効率化する新技術にめどを付けたと発導体モジュールを適用することで、洋上風力
HVDC(高圧直流)送電を効率化する新技術にめどを付けたことを公表。それによると、SiCパワー半導
体を適用したMMCHVDC変換器セルの技術検証を実施した。MMCとは、変換器セルを多段に直列接続
した構成の変換器で、洋上風力発電などの長距離・大容量送電に使われる。この変換器の大幅な電力損失
低減
と小型軽量化を実現、また、長距離・大容量送電の高効率化や設置面積の制約が大きい洋上プラット
フォームの省スペース化に貢献。



3.3kV SiCパワー半導体モジュールをMMCHVDC変換器セルに適用し、さらにモジュールを並列化するこ
とで変換器セル内部の抵抗を抑えた。電磁界解析を用いて変換器セル内部の電流分布を可視化し、並列化
したSiCパワー半導体モジュールに電流が均等に流れるように部品を配置することで、電力損失を従来比、
50%に抑えた。
SiCパワー半導体モジュールを適用することで、スイッチング周波数を上げられ、周辺部
品であるコンデンサ容量を低減。また、電力の低損失化によって冷却装置の小型化を実現し、変換器セル
の体積を21%、重量を14%低減した。スイッチング周波数は、従来の約150Hzから約350Hzに高めた。

洋上風力発電で得られる電力は、長距離・大容量送電に適したHVDC送電により電力使用地域に送電される
が、そこで既存の交流系統に接続するため、交流と直流の変換器が必要になる。同変換器セルを用いるこ
とで、長距離・大容量送電の大幅な効率化が期待される。また、変換器設置場所の省スペース化による設
置コスト削減にも貢献する。
NEDOが管理法人を務める内閣府プロジェクト「戦略的イノベーション創造
プログラム(SIP)/次世代パワーエレクトロニクス」の一環。同プロジェクトでは、シリコン(Si)に代
わるSiCなどの新材料パワー半導体デバイスを製品へ適用するための技術開発を推進し、電力機器の大幅な
高効率化と小型化を目指す。ここでも小さな巨人は働き者だ。

 

 

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小さな巨人Ⅷ

2018年02月15日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

        ※ 人並でなくても平気なもの:ここに、まがったままでまっすぐにな
                    らない薬指があるとする。痛むわけでもないし、仕事にさしつかえ
                    るわけでもない。それでも、これを治してくれる特があるときけば、
                    たとい遠い秦や楚にでも出かけてゆくだろう。指が人並でないから
          だ。指一本が人並でない場合は恥ずかしいと思うのに、心が人並で
          ない場合は恥ずかしいとも思わない。これこそ、物事の俗言を知ら
          ぬというものだ。

        ※ 大人と小人との区別:弟子の公都子が孟子にたずねた。「同じ人間
          でいて、大人と小人との区別が生ずるのはなぜですか」「大なるも
          のに従えば大人になり、小なるものに従えば小人になるのだ」「で
          も、同じ人間でいて、大なるものに従う人と、小なるものに従う人
          とが出るのはなぜですか」「耳とか目とかには、分別する働きがな
          いので、物の本当の姿を見ることが出来ない。対象に接すると、そ
          ちらにひきつけられるばかりだ。心には分別する働きがある。それ
          があるから、物の真の姿をつかめるのであって、それがなければ、
          真の姿はつかめない。心も耳目もともに天から与えられたものであ
          るが、この二つのうち、大なるもの、つまり心で物をみるようにす
          れば、小なるもの、つまり 耳目の迷いに引きずられることはない。
          それが出来る人、それが大人となるのだ」

     【解説】 感覚自体には判断する力がない。現象にまどわされず本質を見ぬけ

 

【樹木トレッキング 19:チョウセンゴヨウ】  

チョウセンゴヨウ(Pinus koraiensis)は、マツ科マツ属の樹木である。マツ科マツ属、いわゆるマツの
一種である。学名 Pinus koraiensisの種小名 koraiensisは「高麗の」という意味。和名はチョウセンゴヨ
ウ (朝鮮五葉)が一般的。他にチョウセンマツ(朝鮮松)など。中国名は紅松や果松北東アジア地域
原産。朝鮮半島、中国東北部、ロシア極東部と日本に天然分布する。日本では本州中部の福島県南部か
ら岐阜県にかけてと四国の東赤石岳にもわずかな群落が隔離分布しているが、比較的稀な種で山で見か
けることは少ない。
成木は樹高30メートル以上、直径1.5メートルに達する。樹皮は灰褐色で幼齢
時は平滑、成長するにつれて薄く鱗状にはがれる。
針葉は名前の示すように五葉であり、短枝に5本が
束生する。葉は濃い緑色で白い気孔がよく目立ち、遠目には青緑色に見える。長さは6-10センチには
鋸歯があり、ざらざらした触り心地である。葉の断面の樹脂道は同じく日本産五葉松のゴヨウマツ(
Pinus parviflora)の2本に対して本種は3本ある。
球果(松かさ)は8-16センチと日本産のマツ類では
最も大形で、枝の先に3、4個がまとまって出来ることが多い。他のマツ同様多数の鱗片から構成さ
る。色は若い時は緑色だが熟すと黄褐色に変わる。球果の鱗片は熟すにつれて外側に反り返る。マ
ツ属
の球果は一般に成熟後しばらく樹上に留まり、空気中の湿度に反応して開閉を繰り返し中の種子
を散布
する。しかし、本種及び近縁種は成熟後も決して開かないままに落果する。熟した球果は比較
的分解し
やすい他の五葉松類のものと比べても非常に脆く、素手で分解することも簡単である。球果
の1つの鱗
片には2つの種子が入っている。種子は2cm弱ある大型のもので、他のマツと違い翼を持た
ない。


このように、
日本では比較的稀な種であり、純林を構成することはなく広葉樹林に混生する形をとるこ
とが多い。一方、シベリアではトウヒ属(Picea)やカラマツ属(Larix)などの針葉樹と共に森林の主要
な構成種の一つである。
本種はマツノザイセンチュウ(Bursaphelenchus xylophilus)に感受性が高く、寄
生されるとマツ材線虫病を発症して枯死に至ることが多い。ただし、本種は線虫接種試験に対する感受
性自体は強いものの、実際の森林ではあまり被害を受けていない(推測)。

材は建築、パルプなどに用いる。庭園木、盆栽にする。種子は可食でいわゆる「松の実」として利用さ
れる。種子は海松子と呼ばれ漢方薬に利用される。韓国では葉も利用する。
材は本種の主要産地の一つ
である中国での名を採って紅松 (ホンソン)などと呼ばれる。気乾比重は在来の二葉松類よりやや軽い
0.45~0.50。
シベリアでも伐採が盛んである。シベリアでは絶滅の恐れのあるアムールトラやアムール
ヒョウといった大型肉食哺乳類を保護すること、経済価値の高い本種の違法伐採が後を絶たないことな
どから本種の保護が叫ばれていた。2010年10月付でマツ属としては初めてロシア産の本種をワシントン
条約に登録する措置が採られる。

 

      
     
No.151

【ピエゾタイル篇:最新鶏卵由来リゾチーム結晶触媒技術】 

● 卵由来タンパク質と光エネルギーで高効率水素製造に成功

今月9日、大阪市立大学らの研究グループは、ナノサイズの細孔をもつタンパク質(多孔性タンパク質
結晶)の
内部に、太陽光エネルギーを吸収する光増感剤分子と水素発生反応に対し触媒活性をもつ金属
微粒子を近接
させ集積化することで、光エネルギーを利用して水素製造に成功したことを公表している。
現在、世界中で利用されている水素の大部分は、化石燃料から製造されており、製造段階で二酸化炭素
が発生していること、また外部から多くのエネルギーを供給しなければならない。太陽光などの自然エ
ネルギーを用いて水から水素を製造する方法では、太陽光エネルギーを吸収する化合物(光増感剤)と、
得られたエネルギーから水素を合成する触媒を組み合わせることで得られる。

 どこが違うのか

生物の体の大部分は有機物であるタンパク質によって構成されおり、このタンパク質にはさまざまな化
合物と選択的に相互作用できる複数種類の官能基が含まれている。この選択的な相互作用を利用すれば、
機物を担体とする場合よりもより精密に、異なる機能を持つ機能性分子や粒子を反応に適した形で配置
ができる。今回、鶏卵から安価かつ大量に得られるリゾチームと呼ばれるタンパク質の結晶を利用し、
光エネルギーを蓄えることができる分子(光増感剤)と、水素イオンに電子を与えて水素を作り出す触
媒を組み合わせて水素製造光触媒システムを構築。

リゾチームの結晶は、その内部に無数のナノメートルレベルの大きさの細孔を有する多孔性タンパク質
結晶に、隣り合うタンパク質同士をつなぎ架橋し、多孔性結晶としての安定性を向上できる。この架橋
処理をしたリゾチーム結晶内部に、光増感剤である“ローズベンガル”と水素発生触媒である“白金ナ
ノ粒子
”を固定し光触媒システムを構築。この触媒システムの原子レベルでの構造を単結晶X線構造解
析で調べたところ、ローズベンガルと白金ナノ粒子が近接して固定化されていることを示す結果が得ら
れ(下図参照)、さらに、電子源を含む水中で、この光触媒システムに可視光を照射し、水素発生する
ことを確認。電子源として“NADH”と呼ばれる天然補酵素を用いた場合、水素の収率は85%になり、
同研究グループが無機物を用いて報告した値(76%)と比較して高効率で水素製造できる。また、触
媒の性能を示す触媒回転頻度TOF)も、従来の約3倍に向上する。



【フィルム型ピエゾタイル事業篇:微風あるところなら自由に設置可能】
 

Moya Power社は、動きからエネルギーを得るピエゾフィルム(繊維)の開発を行うベンチャー企業。 
少量の風力エネルギーを収穫する新しいダイナミックな建築材料を開発を行っている。このピエゾ素子
をプリントした半透明のシートは、軽量、低コスト、汎用性、自在性に富み、例えば、
ビルの風力エネ
ルギー解析に基づいてピエゾタイル(フィラメント)の密度を最適化する。また、動的な外観としての
設計も可能である。
建物、窓、橋梁、トンネル、地下鉄などに、高価なインフラや土地を必要とせずに
エネルギーを補足/収穫し、支持材は
可撓性のポリフッ化ビニリデン薄膜シートで空気を通すだけで摂
動する。このタイル(フィラメント)は、圧力に応答し電荷を生成する圧電効果を介してエネルギーを
生成する。補足エネルギーは、コンデンサへと送られ、その後蓄電される仕組みで、
大規模な領域では、
少量のエネルギーを集め大量のエネルギーとなる。尚、
ソーラーパネルと比較し、1平方メートルあた
りのエネルギーの10%程度しか生成できないが、電気発生させる唯一の要件は微風なのでどこにでも
設置できという優れもの。



尚、詳細は上写真をクリック参照。


【ネオコンバーテック篇:最新有機EL技術事例】

特開2018-026278  有機EL表示パネル、及び有機EL表示パネルの製造方法

【概要】

8K放送技術が医療現場に浸透しはじめ再生医療、癌予防/治療、難病治療などの進歩貢献に併行し、
ディスプ産業にも次世代の液晶、有機EL、量子ドット発光ダイオード表示技術の競合進展が顕著にな
りつつある。特に有機ELは表示の鮮やかさ、黒の沈みやコントラストの優位性が受け入れられ、さら
に、液晶に比べて薄くて軽いことで生産拡大の勢いを増している。この特許事例は、デジタルテレビ等
の表示装置に用いられる表示パネルとして、基板上に有機EL素子をマトリックス状に複数配列した有
機EL表示パネルが実用化され、各有機EL素子が自発光を行うので視認性が高い特徴をもつ。各有機
EL素子は、陽極と陰極の一対の電極の間に有機発光材料を含む発光層が配設された基本構造を有し、
駆動時には、一対の電極対間に電圧を印加し、陽極から発光層に注入されるホールと、陰極から発光層
に注入される電子との再結合に伴って発光することを原理、構成/構造をもつ。一般に各有機EL素子
の発光層と、隣接する有機EL素子とは、絶縁材料からなる絶縁層で仕切られ、カラー表示用の有機E
L表示パネルでは、RGB各色の画素を形成し、隣り合うRGBの画素が合わさってカラー表示における
単位画素が形成する。

また、各画素に設けられた反射電極の外縁による外光の照り返しによる表示のコントラストが低下を防
止のため、絶縁層上方の隣接する画素間の境界に格子状の遮光層が設けられていた。ところが、表示素
子に対向するカラーフィルタ基板に遮光層を担持した有機EL表示パネルの場合、カラーフィルタ基板
と表示素子側の基板との封止アライメント時に位置ずれ生じ、反射電極層の外縁が遮光層からはみ出
し、はみ出した外縁による外光の照り返しにより表示のコントラストが低下する。これに対し、はみ出
し防止の遮光層幅を広げた場合、表示素子からの光が遮光層に干渉/吸収され、光取出し効率の低下や
視野角により輝度・色度の不均一性増加が生じる。表示パネルの高解像度化に伴い単位画素当りの素子
面積は減少するが、隣接画素への光漏れ防止に必要な遮光層の幅は維持され、高解像度化に伴い単位画
素の遮光層の開口率が低下し、光取り出し効率と輝度・色度が均一性の維持がより一層困難となること
が懸念される。反射画素電極層の外縁での外光反射を抑制してコントラストの良好な上面発光型の有機
EL表示パネル、及びこの有機EL表示パネルの製造に適した製造方法を提供することを目的とする。


【符号の説明】

1  有機EL表示装置   10  有機EL表示パネル   100  有機EL素子 100e  単位画素

100se  サブ画素    100a、100Aa、100Ba  自己発光領域   100b、100Ab、
100Bb  非自己発光領域  100c、100Ac、100Bc  画素電極間領域      100d、
100Ad、
100Bd  画素電極間領域  100x  基板(TFT基板)  119  画素電極層 
119a1、a2、a3、a4  外縁  119b  コンタクト領域(コンタクトウインドウ)

119c  接続凹部  120  ホール注入層  121  ホール輸送層  122  絶縁層 
122X、122AX、122BX  行絶縁層  522Y、122AY、522BY    列絶縁層
122Az  開口  522AY  列バンク  522z、522Az、522Bz  間隙  123  発光層 
124  電子輸送層
  125  対向電極層  126  封止層  127  接合層  128  カラーフィルタ層
130 上部基板  131 CF基板    EL.EL素子部   Tr1.駆動トランジスタ   Tr2.スイッ
チングトランジスタ
 C.容量

【図面の簡単な説明】

【図1】実施の形態に係る有機EL表示装置1の回路構成を示す模式ブロック図。
【図2】有機EL表示装置1に用いる有機EL表示パネル10の各サブ画素100seにおける回路構
    成模式回路図
【図3】有機EL表示パネル10の一部を示す模式平面図
【図4】図3におけるX0部の拡大平面図

この複数の画素が行列状に配された有機EL表示パネルは、基板と基板上に行列状に配され光反射材料
の複数の素電極層と、少なくとも画素電極層の行及び列方向の外縁上方と、外縁間に位置する基板上の
画素電極間領域上方とに配置し絶縁層と、複数画素電極層のそれぞれの上方に配置したた有機機能層と
有機機能層上方に配された透光性の対向発する電極層を備え、有機機能層は、それぞれの画素電極層上
方の絶縁層のない領域で有機電界発光をはする複数の発光層を含み、絶縁層の基板平面視方向の光学濃
度は0.5以上1.5以下を特徴とすることで
、反射画素電極層の外縁の外光照り返しによる表示のコ
ントラストが低下を抑制する構成/構造を特徴とする。


【図5】有機EL表示素子100のサブ画素100seに相当する絶縁層122の部分を斜め上方から
    視した斜視図
【図6】図3におけるにおけるA-Aで切断した模式断面図


【図7】図3におけるにおけるB-Bで切断した模式断面図
【図8】(a)~(d)は、有機EL表示パネル10の製造における各工程での状態を示す図3におけ
    るにおけるA-Aと同じ位置で切断した模式断面図


【図9】(a)~(d)は、有機EL表示パネル10の製造におけるCF基板131製造の各工程での
    状態を示す模式断面図
【図10】(a)~(b)は、有機EL表示パネル10の製造におけるCF基板131と背面パネルと
     の貼り合わせ工程での状態を示す図3におけるにおけるA-Aと同じ位置で切断した模式断
     面図


【図11】有機EL表示装置1の機能を説明する図。
【図12】(a)~(c)は、表示パネル10を透表示パネルとして利用したときの有機EL表示装置1
     の機能を説明する模式図


【図13】有機EL表示パネル10Aの一部を示す模式平面図
【図14】(a)は、図11におけるX1部の拡大平面図であり、(b)は、絶縁層122の上方から
     視したX1部の拡大平面図


【図15】有機EL表示素子100Aのサブ画素100Aseに相当する絶縁層122の部分を斜め上
     方から視した斜視図
【図16】図12(b)におけるA1-A1で切断した模式断面図


【図17】図12(b)におけるB1-B1で切断した模式断面図
【図18】有機EL表示パネル10Bの一部を示す模式平面図


【図19】図18におけるX2部の拡大平面図
【図20】有機EL表示素子100Bのサブ画素100seに相当する絶縁層122の部分を斜め上方
     から視した斜視図


【図21】(a)~(f)は、有機EL表示装置1Bの製造工程を示す側断面図
【図22】有機EL表示装置1Bの利用例を示す模式図である。



● 大容量バッテリーとパワフルなモータで航続行距離400キロメートル達成

 

 

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小さな巨人Ⅶ

2018年02月13日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

         ※ 死ぬのぱいやだが:魚はわたしの好物だ。熊掌(熊のてのひら、
                      珍味中の珍味)もわたしの好物だ。しかしいちどきに両方を食べ
           るわけにいかないなら、わたしは魚をあきらめて熊掌を選ぶ。生
           命も惜しい。義も守りたい。だがそれが両立しないとき、わたし
           は生命を捨てて義を守る。わたしだって生命は惜しい。しかし生
           命以上に大切なものがある。だからその大切なものを捨ててまで
           生きようとは思わない。わたしだって死ぬのはいやだ。しかし死
           ぬこと以上にいやなものがある。だからそれを避けるためには死
           を選ぶこともあるのだ。

           もし人間に生命以上に大切なものがないとすれば、生命を守るた
           めには手段を避はないだろう。死以上にいやなものがないとすれ
           ば、死を避けるためにはなんでもするだろう。しかし、こうすれ
           ば生命が助かるという場合にも、わざとそうしないことがある。
           こうすれば死が避けられるという場合にも、そうしないことがあ
           る。つまり生命以上に大切なものがあり、死以上にいやなものが
           あるわけだ。

           そう考えるのは、賢人だけではない。だれでも考えることなのだ。
           ただ賢人はいつもそれを忘れないというだけである。一杯の飯、
           一椀の汁、これがあれば飢え死にしないですむという場合でも、
           罵声とともに与えられれば、卑しい人間でも受けとりはしない。
           足蹴にされて与えられれば、乞食でも受けとるのをいさぎよしと
           しない。ところが、万鍾(まんしょう:一鍾は六石四斗にあたる)
           の禄ともなると、礼義にそむくかどうか考えもせずにとびつく。

           いったい万鍾の禄が何をも仁らすというのか。立派な邸宅、妻や
           妾の贅沢な暮らし、貧乏な知人への恩着せのための施し、そんな
           ものではないか。まえには餓死を免れるためのものでさえ受けと
           らなかったのに、今度は邸宅を立派にする、妻や妾に贅沢させる、
           貧乏な知人に恩を着せる、そんなことのために万鍾を受けとろう
           というのだ。これがどうしてもやらねばならぬことなのだろうか。
           本心を失うとはまさにこのことだ。

         
       【解説】小さな侮辱に堪えられない者が、大きな恥辱には不感症であるの
           はなぜか。人はみな人間らしく生きたいと願い、豊かな生活に心
           を魅惑されるからだ。しかし人間らしさとは、物質的な豊かさだ
           けであろうか。孟子によれば、人間を禽獣と区別する最大のもの
           は高貴な精神をもつことである。人はパンだけで生きるのではな
           い。※熊掌:ゆうしょう

 

      
     
No.150 


【サーモタイル篇:原理とその特徴】 

昨夜まで、光レクテナ技術原理とその課題に関して俯瞰してきたが、サーモタイリ技術を分類すると、
大きく4つに分けることができる。❶長波長光から短波長光へ変換可能なアップコンバージョン材料を
入射光側表面に複合化し、未活用の赤外線を可視光に変換させて光電変換効率を向上させる光電変換法、
❷熱型の一つである焦電型赤外線センサは、人感センサー等で普及、波長10μm付近の赤外線検出す
るがこれを応用したのが光電変換法である。❸ペリチェモジュールと同様で、通常複数個のp型熱電(半
導体)素子とn型熱電(半導体)素子とを交互に配置し、これらの熱電変換素子を金属などの導電性材
料を介して電気的に直列に接続する熱電変換法。❹そして、サウジアラビアのアブドゥラ科学技術大学
の研究グループは、金属|絶縁体|金属MIN) 型ダイオード回路の金とチタン構成の蝶ネクタイ型ナ
ノスケールレクテナ(整流アンテナ)法の光電変換法の4つある。このうち、❸の方法は、構造が簡単
で、振動、騒音、摩耗などを生じる可動部がなく、取り扱いが安易かつ安定に特性を維持できることに
加え、熱源規模を選ばないなどの特長があるため、腕時計向けの携帯型電源などの規模の小さな熱源か
ら、大規模な各種製造プラントまで、各種の廃熱を電力として回収し有効利用する手段として注目され
ている。さらに、このシリーズのNo.138「サーモタイル事業篇:高出力フレキシブル熱電モジュール」で紹介
したように可撓性を備えた薄膜モジュールの開発もなされている。、


 Jan. 27, 2018

このように、地球に注がれる太陽エネルギーは、全世界の消費電力の僅か1秒間(=人類のエネルギー
消費は太陽エネルギーの僅か1万分の1)に相当する膨大なエネルギーを太陽光発電=エネルギータイ
リング事業で効率よく変換する時代がやってこようとしている。

 すべての道は太陽に通ずる!

 Feb. 18, 2018

【ソーラータイル事業篇:ペロブスカイト型ソーラーの躍進】

約10数年に色素増感型太陽電池の事業開発に手染めて、レッツェル急需→宮坂教授らの研究をへてペ
ロブスカイト太陽電池として、ここに欧州を中心に、産業史上最速ペースで進歩、ユビキタスなグリー
ン太陽エネルギー変換モジュール主流に踊り出て注目を浴びている(上写真クリック参照)。安価で普
及すにには多くのハードルを克服される必要がある。 ペロブスカイト太陽電池モジュールの耐久性が
大幅に改善と生産拡大がペロブスカイトの2つがそれである。

● ペロブスカイトと太陽光発電

自然界に広く分布する層状結晶質鉱物の研究者は、長さまたは幅が0.5マイクロメートル(0.5×10 -6
ートルペロブスカイト型太陽電池を、さまざまな化学組成、物理的特性および性能
一般的で安価な「湿
式化学」すなわち溶液中で安価につくる。
ラボでの実験で、ペロブスカイト型太陽電池が生成するエネ
ルギー変換率は過去最高の連続記録を達成。
ベルギー、ドイツ、オランダの研究機関、大学の研究ラボ
パートナーとの連携により、ペロブスカイト型太陽電池と過去最高の記録的なエネルギー変換効率のモ
ジュールが製造。
2017年には、ロールツーロールペロブスカイト型太陽電池とモジュール製造の2つの
世界記録を達成する。最新では11月下旬に公表された。

  Nov. 21, 2017

Solliance社の研究者は、偶然にもより安定した耐久性のあるペロブスカイト型太陽電池およびモジュー
ルの耐久性の外延に成功――これにより光活性ペロブスカイトは、非常に低コストで効率的に、効率が
急上昇し、耐久性と安定性が高いことを実証。現状では、コストと安定性を維持しながら25~28%
の最大セル変換効率を達成を見込んでいる。

● あらゆる市場に対応可能

ペロブスカイソーラーV材料の商業化のロードマップは、研究室から大規模なアプリケーションにスケー
ルアップした有機薄膜ソーラーを真似ている。1平方センチメートル(2.54平方インチ)未満のセルか
ら商業規模にスケールアップするためには、セルをモジュールとアレイに相互接続させことでそれぞれ
のステップが複雑となりロスも発生する。その形状、大きさまたは形状が何であれ、事実上あらゆるタ
イプの材料の潜在的に多種多様な表面および構造物に巻き付けられ、接着または貼り付けられる。

Perovskite Solar Cells on the Rise, With Likely Commercialization in 2019 : Lux Research
 
Solliance社は
、結晶シリコンソーラーセル/モジュールの上に積み重ねて高効率、多接合セル/モジュー
ルを形成できる半透明ペロブスカイトソーラーをガラス上に製造している。この結果、ほぼすべての太
陽エネルギーサイトで見られる結晶シリコンソーラーモジュール/パネル製造使用されている同じ生産
仕様となるため、結晶シリコンソーラーパネルとの一体化が容易となり、全体のエネルギー変換効率を
6%以上向上でき、太陽光発電コスト劇的な逓減を誘発させる予測する。さらに、同社は自動車や建設
業界社との共同研究で、不透明で半透明なペロブスカイト型ソーラーセル/モジュール開発を行ってお
り、建築用建材に組み込む――いわゆるBIPV(Building-Integrated Photovoltaics)自動車やトラックのボデ
ィ、建物や自動車の窓に使用されるガラスなどその対象となる。

● ロールツーロール製造 

ペロブスカイト太陽電池およびモジュールの多様性は、おそらく彼らが取ることができる様々なフォー
ムファクタで最もよく実証されており、結晶シリコンセルとは対照的に、ペロブスカイト太陽電池モジ
ュールはピクセル化されていない。薄膜ペロブスカイトソーラーで特定領域を完全に埋めることができ、
または、より複雑な3次元表面をカバーする柔軟性を持たせ、半透明のペロブスカイトセル/モジュー
ルができる。より一般的に言えば、現在、あらゆる種類の材料に太陽光発電を組み込むか、薄膜ソーラー
セルを組み込むか、ペロブスカイトを組み込むかの選択肢が増えるだろうと担当者は語る。同社では、ペ
ロブスカイトセル/モジュールを大量生産手段ロールツーロールプロセスの革新的な取り組みを開発し
ている。

● 低温製造

ロールツーロール印刷装置を使用しはるかに低い温度でペロブスカイトセルを製造する同社の能力は、
商業向にも重要であり、この点に関する低温処理とは、温度を120~130℃(248°F)に制限することを
意味するが、これは、コバルト・インジウム・ガリウム・セレン半導体化合物(CIGS)で600℃(1112
°F)、テルル化カドミウム(CdTe)薄膜PVで800~900℃(1472-1652°F)の2つの高温生産プロセス
タイプであり、安定性と耐久性の側面からペロブスカイトセルの生産の特徴であり、セル/モジュール
のストレステストに完全にパスできるように段階的試験を構築する必要がある。IEC(International Elect-
rotechnical Commission
:国際電気標準会議)および業界標準のストレステストは、太陽電池/モジュー
ルの最も弱い側面を特定し、強化するように設計されており、シミュレート動作条件範囲での試験、湿
度、温度、光の変化を考慮した個別/全体的な性能試験が含まれる。また、セル/モジュールのロール
ツーロール製造は、工業規模では十分に実証されていないが、薄膜の場合でも、商業規模でロールツー
ロール装置は、まだ、First SolarまたはSolar Frontierのメガワット規模の生産能力をもつ2社(CdTe /CI
GS
薄膜太陽電池の)にはまだ浸透していないと語っているという。

※ @StanfordEng professors Michael McGehee and Reinhold Dauskardt awarded $1.59M to study perovskite solar
   cells pic.twitter.com/V1QuwFwXdw12:56 AM - Jul 21, 2017
※ 今年の初め、Dauskardt Groupは、ペロブスカイト型太陽電池およびモジュールの構造的完全性、したがって
   耐久性および寿命を著しく向上させる500ミクロン(0.02インチ)幅のハニカム足場を開発したことを公表。  ペ
   ロブスカイト太陽電池の革新的強化構造的枠組みを記載した研究論文は、ジャーナル「エネルギーと環境科
      学」に掲載。

● 最低価格

関係者によると、ボトムライン(最低価格)の経済性は、コスト競争力のためには、ワットピークあた
り25ユーロ(3,320円)未満の生産コストで柔軟なペロブスカイトソーラーセル/モジュールを生産目
標として試算しているペロブスカイトセル/モジュールがシリコンセルに到達する可能性がある。

● 無限の可能性?

エネルギー変換効率がさらに高いペロブスカイトソーラーモジュールを量産可能性が非常に高いと結論
付けているが、その安定性と耐久性を大幅に向上させることに伴う課題は少なくない。
ペロブスカイト
と結晶シリコンとの統合は、ペロブスカイト型太陽エネルギーの実用化にとって最も確実な方法と考え
られている。タンデムセルの適用後の重要点の1つは、ペロブスカイトが、所与量エネルギーをタンデ
ムペロブスカイト・シリコンソーラーパネルを設置する必要があり、 最終的には、既存のシリコン太陽
電池製造装置販売社と提携するであろう。世界のシリコン太陽電池市場は年間成長率が約30%と成長
。推計によれば、2017年には80ギガワット以上の新しい太陽光発電が導入されており、ペロブスカイ
トPV技術は、シリコン太陽電池の経済性を変え、世界的に太陽光技術の普及を支えると見込まれている。

機密性の理由を挙げ、ペロブスカイトそっらーモジュールの正確なエネルギー変換効率または価格目標
は明らかにされていないが、タンデム構成の従来のシリコンセルと組み合わされた場合、ペロブスカイ
ト技術がシリコン太陽電池メーカーに、セル効率を少なくとも20%増加させ、効率限界を突破すると
見込む。

● タンデムペロブスカイトシリコン太陽電池 

シリコン太陽電池メーカーは、広範な商用化を実現するため既存の生産ラインを改造し、ペロブスカイ
ト型太陽電池を組み込みタンデム型シリコンペロブスカイト型太陽電池の性能が大幅に向上。耐久性と
寿命の面で、20年以上を満足しなければならないが、オックスフォード太陽電池は標準ストレス試験
をに合格しており、ラボから量産スケールまでさらに発展させている。同社は、2019年に製品提供する
予定。

尚、欧州投資銀行(EIB)は、昨年12月、オックスフォード太陽電池のドイツ子会社を15百万ユーロ(1
,797万米ドル)融資を増額。
この資金でドイツのブランデンブルクにあるパイロットの生産ラインイン
フラに引き続き投資でき、タンデムペロブスカイトシリコン太陽電池技術を研究室から工業規模のプロ
セスに移行できる。

● 車両との統合への関心 

トヨタとパナソニックは、3月にトヨタ自動車のプリウスハイブリッド電気自動車の太陽光発電屋根を
開発したと発表。自動車向けのHIT太陽光発電モジュールと呼ばれるこの180W容量の太陽光発電屋根は、
標準の12V鉛蓄電池と併せてEVドライブ列に電力を供給するために使用されるリチウムイオン電池を充電
する能力を備えた初のモデルとなっている。

● 神秘的なキメラを追いかける

これらは、ワイヤレスネットワークとデバイス、インターネットデバイスとネットワークのワイヤレス
センサ、さらには広範囲に言えば屋内看板、無線ネットワーク、家電製品が含まれる。 ペロブスカイト
は太陽電池ソリューションよりも、安価でローカライズされた電力が必要な市場分野の低消費電力アプ
リケーション向けに利点があるという事例を示すことができる。最終的には材料と製造のコスト、そし
て全体的なパフォーマンスの属性にまで貢献できると期待される。

                                          この項了 



【読書日誌:カズオ・イシグロ著『忘れられた巨人』
No.4】 

 

    部屋がかなり明るくなってきた。二人の家は杓の外縁にある外を向く小さな窓が一つあるが、少
  し高いところに付いていて、スツールのLにでも立たないと外をのぞけない いまは布
で覆ってあ
 るが、早朝の太陽の先がその布の隅を貫いて部屋に射し込み、眠るベアトリスの上
を突 っ切って
 いた。ふと見ると、その先に捉えられたかのように虫が一匹、妻の頭のすぐ上浮いていた。蜘蛛だ
 とわかった。天井から透明な糸を垂らし、それにぶら下がっている。アクセルの見ているまえで、
 蜘蛛は糸を伝い、ベアトリス目かけて下りはしめた。アクセルはそっと立ち上がり、小さな部屋を
 横切って近づくと、眠る妻の上の空間を払うようにして、手に蜘蛛をつかまえた。そのまま、しば
 らく妻を見下ろしていた。寝顔には、最近、起きているときほとんど見せたことのない安らぎがあ
 って、見たとたん、胸いっばいに幸福感が湧き上がってきた。アクセルはそのことに驚き、同時に、
 よし、これで心が決まった、とも思った。すぐに妻を起こし、それを伝えたかったが、さすがにそ
 れはまずいか、と思いなおした。寝ているところを起こすのは自分本位な行為だし、それに、妻の
 反応が好意的なものになるかどうか確信が持てなかった。

  アクセルはしばらく躊躇したのち、部屋の隅のスツールに戻った。腰をおろしながら蜘蛛のこと
 を思い出し、そっと手のひらを開いてやった。旅に出るという思いつきはどこから来たものだろう。
 さっき外のベンチで夜明けを待っていたときも、それを考えていた。何かあって、ベアトリスと眠
 のことを話し§うようになったのだったか………まず思い当たったのは、ある夜この部屋で交わし
 たある会話だ。きっとあれがきっかけだったのだろう、とさっきまでは思っていた。だが、蜘蛛が
 手のひらを這いまわり、端を乗り越えて土の床に移動するのを見ているいま、考えが変わった。二
 人が最初に旅を話題にしたのは、里一いぼろをまとった見知らぬ女がこの村を通り過ぎていったあ
 の日だ、と思った,

  あれは灰色の朝だった。去年の十一月だったと思う……もうそんな昔になるのだろうか。アクセ
 ルは、しだれ仰の並ぶ川沿いの道を歩いていた。畑から村に戻ろうとしていて、ずいぶん急ぎ足だ
 ったのは、道具を忘れて取りに帰るところだったのか、監督に何かの指示を仰ぎに行くところだっ
 たのか。突然、右手の濯本の向こうから大きな声があがり、立ち止まった。最初は鬼でも出たのか
 と思い、そのへんに石ころか棒切れを探したが、すぐに、これは違うと思った。どれも女の声で、
 それぞれに怒ったり興奮したりしていたが、鬼に襲われたときの恐怖や切迫感がなかった。それで
 も様子だけは見ておこうと思い、杜松の生垣を突っ切って、転がるように向こう側の空き地に出た。

  五人の女が寄り集まって立っていた。みな、さほど若いとは言えないが、まだ十分に子供を生め
 る年齢だ。五人ともアクセルに背を向け、遠くにいる何かに向かって怒鳴り声をあげていた。近づ
 くと、一人の女が気づいてぎくりとした。ほかの四人も振り向き、来だのがアクセルと知ると、見
 下すような表情になった。

  「あら、あら」と一人が言った。「これは偶然と言うのかしら、それ以上かしら。ご主人がお見
 えになるなんて。ぜひあの方に分別を叩き込んでほしいものだわ」
 「あなたの奥さんに注意しても、聞いてくれないんですよ」と最初にアクセルに気づいた女が言っ
 た。一どこの馬の骨かわからないのに、食べ物をあげるって。あれはたぶん悪魔ですよ。それか、
 姿を変えた妖精なのに」
 「妻に危険が?お願いだ、奥さん方、事情を説明してください」
 「いえね、見かけない女がいて、今朝中ずっとあたしたちの周りをうろついてたんですよ」と別の
 女が言った。「長い髪を背中に垂らして、里一いぼろマントをまとった女。自分じゃサクソン人だ
 って言ってたけど、あんなサクソン人、見たことない。あたしたちが土手で洗濯してたら、後ろか
 らそっと忍び寄ってきましてね、こっちが先に気づいて追い払いましたけど、何度でも戻ってきて、
 そのたびに悲しくてたまらないようなふりをしたり、食べ物をねだってみたり。たぶん、最初から
 あなたの奥さんを狙って魔法をかけてたんだと思いますよ。だって、奥さん、最初からその悪魔の
 ところへ行きたがって、あたしたちが二度も腕をつかんで引き止めたんですから。でも、結局、振
 り切って行ってしまいました。転の木のところ、あそこに悪魔がすわって待ってるんです。あたし
 たちが全力で引き止めたのに、あれはもう悪魔の力ですよ。奥さんは骨が緬いし、お年だし、あん
 なすごい力で振り切るなんて不思議だもの」
 「練の木……」
 「たったいま行ったところです、ご主人。でも、あれは絶対に悪魔だわね。奥さんを追いかけてい
 くつもりなら、毒アザミに注意ですよ。転んで、どこか切りでもしたら、絶対に治らないから」
 アクセルは女たちの言葉にいらいらしたが、気取られないよう丁重に礼を言った。「ありがとう、
 奥さん方。行って妻の様子を見てきます。では、失礼」  

  村人の言う一転の木」とは、誰もが知っている山査子の古木のことだ。村から歩いてすぐのとこ
 ろの山腹に大きな出っ張りがあり、その縁にある岩から直接生えているように見える。出っ張りか
 ら見える景色はなかなかのもので、晴れて風がない日なら時を過ごすのに絶好の場所だ。川辺まで
 下っていく草地、蛇行する川、その向こうにある沼地が、そこに立つとよく見える。日曜日には子
 供たちが集まり、古木の節くれだった根の周りで遊んでいる。瑞から飛び下りる大胆な子もいる。
 まあ、飛び下りると言っても、その先は暖い坂になっていて、怪我の心配はない。草の生えた斜面
 を樽のようにただ転がり落ちていくだけだ。だが、平日-それも朝-となると、大人も子供もそれ
 ぞれの仕事で忙しく、一転、ここは人気のない場所となる。だから、いま霧をついて斜面を上がっ
 ていくアクセルの目には、女二人の姿しか映らなかった。当然のことだ。二人は、ほとんど白い空
 に映る影か何かに見えた。すわって岩にもたれている見知らぬ女はとても奇妙な服装をしていて、
 さっきの女たちの許うとおりだな、とアクセルは思った。遠くから見るかぎり、着ているマントは
 小さな布切れをいろいろと寄せ集め、縫い合わせただけのもののようだ。それが風にはためいて、
 女を、まるでこれから飛び立とうとする大きな鳥のように見せていた。廣にベアトリスがいる。自
 身は立ったままだが、上体を折り曲げて顔を相手に近づけている。いかにもほっそりして、弱々し
 い危うさを感じさせる。

  二人は何やら熱心に話し合っていた。だが、アクセルが下から近づいてくるのに気づき、話をや
 めて、じっとアクセルを見た。ベアトリスが出っ張りの瑞まで来て、下に向かって呼びかけた。
 「そこで止まって、あなた。わたしが下りていきますから、それ以上来ないで。来ると、この気の
 毒なご婦人の気が休まらない。やっと腰をおろして、昨日のパンの残りを食べはじめたところだか
 ら」 
  言われたとおり待っていると、やがて妻が長い野道をこちらへ下りてくるのが見えた。アクセル
 のすぐ前まで来て、低い声で話しはじめた。おそらく、二人の話し声が風で旅の女のところまで運
 ばれていくのを心配したのだろう。

                   カズオ・イシグロ著『忘れられた巨人』第1部/第1章

                                       この項つづく

  @守山市の第一なぎさ公園

    

 

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小さな巨人Ⅵ

2018年02月12日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

         ※ 芽は冷やせば、芽ばえない:斉の女王が愚かになるのも不思議は
           ない。どんなに芽を出しやすい祠でも、一日温めて十日冷やせば、
           とうてい芽を出すことはできないからだ。わたしが王に会うのは
           時たまのことだ。わたしが退出したとたん、冷やす者が大勢現わ
           れるのでは、せっかく温めて芽ばえさせようとしても、どうにも
           ならない。囲碁はとるに足りない遊びだが、それでも心を集中
           なければ上達しない。秋は国いちばんの碁の名人だ。かれが二人
           の弟子に教えたとしよう。一人は一心不乱に先生の説明に耳を煩
           けているが、もう一人のほうは、聞いてはいても心では、「そろ
           そろ白鳥が来るころだ、ひとつ糸弓で獲ってやろう」と考えてい
           る。これではいっしょに学んでいても、前者ほどには上達しない。
           それは知能が劣っているからだろうか。そうではないのだ。 

      【解説】 作り返しの効果は絶大だ。君主が知らず知らずに暗愚になってゆ
           くのも、側近の甘言を縁り返し問かされているからだ。

 

メルガマ購読者のわたしたちはいずれ地震予知は可能だと信じていますがね。 

    

 なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.6 

     ● 地域を自立させる試み

  さて、そこまで活か煮詰まった段階で、いつまでも飲んだくれて話をしているだけではしようがな
 い何かやろうということになり、まず「地域と都市をどう結ぶか」をテー>マに決めました。これま
 では地域が発展することはミニ東京化することだという考え方がありました。その裏返しとして地域
 の人たちには東京に対してコンプレックスみたいなものがあったように思います。
 「でも、まあ、東京といったってもともと田舎者の集まりだし、多くの人や情報や金が集まっている
 だけであって、むしろ、逆に地域がその東京の資源をこれ幸いと利用させてもらおう。使い倒してや
 れ。それぐらいの意気込みでやろうじやないか」
 「だったら、地域の出店は人が集まる東卓につくろう。それも、ど真ん中に」
 「東京のど真ん中は丸の内だ」
 「なんて人が集まるかといえばそれは酒と食い物だろう」
 ということで、とんとん拍子に活か進んで場所文化レストランなるものを丸の内の国際ビルの地下に「
 とかちのE」という名前で出しました。場所文化フォーラムの立ち上げメンバーの▽人が帯広の出身
 でしたので彼を中心にして「十勝のうまいものが東京で食べられます」というかたちにしたわけです。
 けれども、レストランをやるといっても儲けることが目的ではありません。

  これからのまちづくりのモデルになるようなしかけをすることが本当の目的でしたから、顔の見え
 る人だちからお金を集めるために会社の形態を「合同会社」(LLC)にしました。そして、運営は
 組合方式(LLP)でやっていくことにしました。われわれ場所文化フォーラムのメンバーには法律
 家も金融の専門家もおりますので、知恵を出してもらってそういうかたちにしたわけです。いわゆる
 LLCとLLPを組み合わせるかたちを取ったのは場所文化レストラン「とかちの・・・」が日本で最
 初のケースだと思います。
  なぜ、株式会社にしなかったのかというと、株式会社という仕組みは顔の見えない人だちからお金
 を集めることを前提にしていますから、権利・義務が複雑で、それを守るためのルールが細かく規定
 されていてやりにくい。ところが、合同会社というのは基本的に顔の見える人だちからしかお金を集
 めませんので、ルールが簡単でたいへんに使い勝手がよいわけです。

  この「とかちの・・・」も20入の顔の見えるメンバーが出資をしてスタートしました。配当はありま
 せん。代わりに食事券が毎年配られます。食事券を使うために友達を誘って行きます。当初のメンバ
 ーは変わり者ばかりですから、友達もユニークです。行くたびに必ず新しい出会いがあって、人的な
 ネットワークがどんどん広がっていきました。経営的にも軌道に乗りまして、いまから3年前 少し
 バージョンアップしようということになり、同じビルの同じフロアに今度は「にっぽんの・・・」とい
 うちょっと大きな店をつくりました。やはりLLCとLLPを組み合わせるかたちを取って出資者は
 40人に増えました。このプロジェクトには資金面で日本政策投資銀行がサポートに
 入ってくれました。

  いま、そのモデルを使った街づくりの取り組みが、私たちの仲間の手によって全国各地、たとえば、
 群馬・高崎の屋台村プロジェクトや、北海道帯広のビルの再生プロジェクト、愛媛・宇和島の旅館の
 再生プロジェクトなど、まさに燎原の大のように展開され始めています。
  それらの動きと並行して2008年、北海道の洞爺湖町にあるホテルを会場にして世界から首脳が
 集まり、環境サミットが行なわれました。われわれはわれわれでもっと地に足の着いたサミットをや
 ろうということになり、同じ年の夏に帯広で「ローカルサミット」なる企てを開きました。2泊3日
 で全国各地から、街づくりの実践者が150人ほど集まって十勝の場所文化を見たり昧わったりしな
 がら金融とか、農業とか、街づくりとか、環境とか、いろんな切り口からテーマを決めてディスカッ
 ションをしたのです。

  盛り上がってたいへん好評でした。
  愛媛銀行の役員の方がたまたま「とかちの・言に連れてこられ、ローカルサミットに誘われて参加
 しておりまして、感動して帰りがけに「2回目はどこでやるんですか」と質問してきました。私たち
 は2回目を考えておりませんでしたが、場所文化フオーラムには「言い出しっぺがやる」という自主
 ルールがありますので、「松山でやりましょうか」
 と持ちかけたところ、「ぜひ、やらせてください」ということになり、明くる年、愛媛銀行のバック
 アップを得て、第2回ローカルサミットを愛媛の松山と宇和島で開催しました。参加者が200人ぐ
 らいに増えてたいへんに盛り土がりました。2回目が終わって、「2回やっちやったから、これでも
 うやめられないね」という話になりました。

 「続けてやるのであれば開催の雛型をきちんとつくってやらないといけないね」そう言うと、みんな
 が私を見るものですから、「わかりました。小田原でやりましょう」と言わざるを得なくなって、半
 ば自然の流れで3回目が小田原に決まり、2010年10月22日から24日までの3日間、「小田原・
 箱根・こゆるぎモデル」をトータルデザインすることを目的に「オープニング&レセプション」「フ
 ィールドスタディ」「GH小田原評定」の3部構成で間催しました。「G11小田原評定」は「ものづ
 くり」「商流」「あきない」「金融」「食」「健康・医療・介護」「農林水産」「環境」「教育」「
 美と空間」「アジア」というHのテーマで、それぞれにグループセッションを構成して、「これまで
 のすべてをお金で測る物差しだけでなく、これからの新しい文明の地平を切り拓くもう一つの『物差
 し』を探す」という切り口で各テーマを掘り下げました。

  2011年は東日本大震災を挟んで富山県の南砺市で第4回、2012年はエネルギーの問題を加
 味して鹿児島県の阿久根市で第5回を。2013年の第6回は群馬県高崎市から福島県南相馬市とい
 う広域で開催する予定です。
  そんな一連の活動から紡ぎだされたのが以下のキーワードです。
 「確かな未来は懐かしい過去にある」「お金の物差しからいのちの物差し」「フォアキャストからバ
 ックキャスト」「無数の小さな循環を」などなど。そして、それらを具現化する活動が全国各地で実
 践され始めてきました。
  そんななかで起こった3・11だったのです。


                                       この項つづく

      
     
No.149 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術Ⅲ】 

 ● 28.3THzにおけるAl2O3MIM受動レクテナによる光整流  

【実験結果】

1.直流測定および分析

高周波アプリケーションでは、MIMダイオードは、微分抵抗、応答性、非直線性、およびカットオフ周波
数の4つのパラメータによって特徴付けられる。ダイオード抵抗(R0)は、式(1)で与えられるように、
印加電圧の電流微分でて得られる。一般に、アンテナへの良好なインピーダンスマッチング達成には、
低い値(R0)を必要とする。


R0 =(I '(V))-1                     (1)                    

ダイオードの応答性(β0)は、ダイオードの整流能力を決定し、式(2)に示すように表すことができる。

β0)= ½(I "(V)/I '(V)                (2)

より高い応答値はACからDCへの変換効率を高め、したがって整流能力を増加させる。最後に、ダイオード
のカットオフ周波数は式(3)で表され、ダイオード容量(C)は式(4)により容易に計算される。

fc =1/2πRAC                        (3)
C  =ε0εrA/d                                                    (4) 

ここでRAはアンテナ抵抗、εr は酸化物の比誘電率(この場合はAl2O3)、Aとdは重なり面積と酸化物の
厚さである。ダイオードのカットオフ周波数とその非線形性を高める1つの方法は、ダイオードの容量を
減らすことです。これは、オーバーラップ面積(A)を減少させ、および/または酸化物の厚さ(d)を増
加させることによって得られる。より厚い酸化物は抵抗の増加を意味するので、トレードオフが存在する。
デバイスに低誘電率酸化物層を組み込むことで、このトレードオフを改善する。

製造されたデバイスのDC特性評価は、KeithleyソースメーターおよびHP電圧計を用いた4点プローブ設定
を使用し実施。デバイスの損傷を防ぐために、電圧スイープは-0.4V~+ 0.4Vに制限。ダイナミック抵抗と
応答性の2つの主な性能パラメータは、式(1)と式(2)を使用してIV測定値から抽出。ノイズの影響の
低減に、ダイオードIV曲線を平滑化し、7次の多項式でフィッティングしてから、抵抗と応答性を計算。
先に述べたように、エネルギー回収アプリケーションでは、ダイオードがゼロバイアスでの動作が重要で
あり、ゼロバイアス抵抗(R0)とゼロバイアス応答性(β0)の計算に焦点を当てる。ダイオードの1つ
の結果が図9に示す。図9は0.44A / Wの(R0)~98kΩおよび(β0)を示す(図9(b))。

この結果は、Au、TiおよびAl 2 O 3の標準値についてのシミュレーション結果(図4に示す)とは多少異
なる。 しかしながら、これらの材料の値は、様々なナノ製造条件のために、標準とは異なる可能性があ
る。 さらに、Al 2 O 3の表面に活性酸素アニオンが存在するためにチタンが酸化されるため、TiO 2の薄
い層がAl 2 O 3の上に形成される可能性がある。 シミュレートされた特性と測定された特性との間の偏差
は、シミュレーションに含まれていない界面での電荷の蓄積に起因する可能性があります。上記に基づい
て、TiO2の薄い層と関連する材料のわずかに異なるパラメータ(図10のキャプションの値を参照)で
スタックアップを再シミュレーションし、結果を図10(b)に図示 。この新しいシミュレーションから得
られた値は、図10(a)に示すように、シミュレーションされたIV曲線と測定されたIV曲線との間の密接
な相関によってさらに検証される測定結果に非常に近い。


10.Au-Al2O3(1.5nm)-TiO2(0.3nm)-Ti MIMダイオードの予想されるI(V)特性、抵抗および応答性をシ
   ミュレートした図である。
WF(Au)= 4.5eV、EA(Al2O3)= 3.5eV、EA(TiO2)= 4.3eV、WF(Ti)= 3.7eV
          
である。
(a)測定されたI(V)データ、それに対応する7次の適合、およびシミュレートされたI(V)。
  
(b)シミュレートされたデータから計算された応答性および抵抗。 面積は200nmのエッジ長まで
   増加する。 

数の違いにより、Ti から Auへの電荷輸送が存在し得ることが明らかである。図9(b)を見ると、作製さ
れたデバイスはゼロバイアス印加時に非ゼロ応答性を有することが分かる。したがって、外部バイアスの
けを借りずにエネルギー収穫アプリケーションに使用できます。応答性(0.44 A / W)は下側にあるが、
これは達成されたゼロバイアス抵抗値(約100kΩ)で期待されます。高い抵抗(2MΩ)を犠牲にしてより
高い応答性を達成できるが、これはレクテナ全体統合と操作には好適とは言えない。

 2.光学計測

この装置のTHzレクテナ動作(すなわち、収集および整流)の能力を確認するためには、高周波特性決定
が重要である。この目的のために、10.6μm(28.3THz)の放射線でレクテナが照射され、整流されたDC電圧
が測定される場合、図11に示すように、カスタム光学測定装置が使用されている。作製されたMIMダイオ
ードのDC特性は、0.44A / Wの応答性(β0)を示す。最大強度が3×10 4 W / m 2の直線偏光された10.6μmの
CO2
レーザーを使用した。ビームは、レクテナからの開回路電圧を測定する際に、ロックイン検出(スタ
ンフォード・リサーチ・システムズSR830)を容易にするために機械的チョッパを通過する。ビームはま
た、図11に示すように、半波長板を通過し、ビームの偏光がアンテナ軸の周りを回転するこを可能にす
る。照明ビーム偏光がアンテナ偏光、すなわちco-pol(0°、180°および360°)と整列すると、出力応答が最大
になる。逆に、照明偏光がアンテナの偏光、すなわちクロスポール(90°および270°)に対して垂直である
場合、レクテナの応答は最小である。作製したAu / Al 2 O 3 / Ti MIMダイオードの開回路電圧依存性を、図
12に示し、信号の開回路電圧に約0°、180°および360°のピークを示す。点は測定データを表し、実線は測
定結果に対する正弦二乗適合度である。


図11 レクテナ装置の光学的特徴付けに使用される光学測定装置の概略図



図12.予備光学測定結果  応答が偏波依存性である(信号が0と180°の周りの共ポールはノイズレベル
    とよく区別されるので)、デバイスから出力電気信号を図示。

図12から明らかなように、85nVの出力電圧(VOC)が実験的に得られ、これは(Vsignal2-Vnoise21/2 ここで、
平均信号電圧は100nVであり、平均ノイズ信号は53nVである。最大レーザ強度(3×104W / m2)にレクテナ
装置の照射面積(3.4×10-5mm2)を掛けて、1020nWのレーザ入力パワー(Pin)を得た。装置の DC 出力は、
(5)によって推定することができる。

Pout = 0.25Voc2 / R0                                 (5)

どこで、Voc2 / R0 (85nV)2 /(98kΩ)である。 1.79×10-20Wの最終的なDC出力電力(Pout)は、参考文献1
の式1を用いて計算した0.25の充填率で値を掛けることによって得られる。最終的なレクテナの効率は
(6)から得られ、1.75×10-14に等しい。


ηrectennaPout/Pin               (6)

測定されたDC出力電力の結果を検証し、測定の信頼性にアクセスするために、体系的な計算も行います。
レクテナでは、蝶ネクタイ型アンテナが波を集める最初のコンポーネントです。我々のシミュレーション
した11%のアンテナ効率を用いて、アンテナで112 nW(ピンの11%)の電力を得る。アンテナから出
てくる電力は、インピーダンスの不一致およびRC結合損失に直面する。アンテナとダイオードのインピー
ダンスミスマッチ効率とRC結合効率は、以下の式から計算される。

ηImpMatch4RAR0/(RA + R022.24×10-3     (7) 
ηRCcoupling = 1/(1 +(RAR0/(RA +R0)ωC)2 = 8.57×10-3  8)

シミュレーションセクションのアンテナインピーダンス(RA~55Ω)、測定されたダイオード抵抗(R0 =
98kΩ
)、および(4)を使用して得られた静電容量1.1fFを使用し、損失後に0.25nW(112nW×ηImpMatch
RC結合損失の後および2.1μW(0.25nW×ηRC結合)の間のインピーダンスミスマッチと、最後のステップ
は、ダイオードに流れ込むAC電力をDC電力にどれだけ変換できるかを計算することです。これの上限は、
AC電力をとり、ダイオードのゼロバイアス応答性を掛けて、予想される最大短絡電流を得ることによって
決定される。直流電力を推定するために実験測定からの開回路電圧を使用したのと同様に、この短絡電流
値を使用して、

Pout = 0.25 Isc2 R0                         (9)

ここで、Iscは、ダイオードの入力電力に応答性(2.1pW * 0.44A / W)を掛けて得られる最大予想短絡電
流です。式(9)を用いて、2.1×10-20Wの出力電力を得た。これは測定された出力DC電力に非常に近い。
さらに、装置からの整流電圧は分極依存性であり、したがって、アンテナによって捕捉されたIRの整流に
よって得られたものであり、ランダム熱雑音ではないことを確認する。また、式(6)を使用してデバイ
スの総合効率を計算した結果、2.05×10-14の値が得られた。

得られる効率は小さいが、ここで使用される MIMダイオードデバイスは、位置合わせの問題のために、
より大きなオーバーラップ面積(200nm)をもただるをえない。 オーバーラップ面積を減少させることに
よって効率を高めることができる。 さらに、ダイオードの非対称性およびその後の整流能力は最良では
なく、さらに最適化できる。 複数の絶縁体層を使用するなどのデバイス構造の最適化により、出力DC
電圧を増加させることができると予想される。 それにもかかわらず、ゼロバイアスで28.3 THz信号の整
流が可能であることがわかる。 これはゼロバイアスでMIMダイオードを使用した28.3 THz信号の整流の
最初のデモンストレーションであり、この結果は、完全に受動的なレクテナ設計などのTHz周波数アプリ
ケーション
用の整流器としてMIMダイオードを適用できることを示唆する。

【結論】

2つの異なる仕事関数金属、すなわち金とチタン間の絶縁層としてAl2O3使用する28.3THz(10.6μm)の
全に受動的なレクテナ設計を実証。ボウタイアンテナは、2つのアーム間のギャップ内の磁界を強化する
ように最適化されている。これらのフィールドは局所化されているので、2つのアームが重なり合ってお
り、捕獲されたフィールドの濃度が最も高い点でMIMダイオードを正確に実現する。 MIMダイオードの
シミュレーション結果が示されており、後に測定されたDC結果と相関する。レクテナデバイスの光閉じ
込めおよび整流能力の評価に、10.6μmCO2レーザーを使用するカスタム光学特性設定が使用されている。
レクテナ出力の詳細な計算が実行され、測定結果とよく一致する。結果は、効率面では最善ではないが、
今後のさらなる研究が期待される分野である。

 君へのショート・メール

この研究開発の成果で人類は無尽蔵のエネルギーを手にする技術を手に入れることができるだろうか?
できるとしたら、わたしたちかもしれないね?

                                          この項了



Credit: Kiyoshi Ota/Bloomberg via Getty Images

 Jan. 6, 2018

● 日本の研究費は十分ではない ?!

 

 

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小さな巨人Ⅴ

2018年02月11日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

            ※ 美人はだれが見ても美しい豊作の年には、青年たちにしっ
             かり者が多いのに、不作の年には乱暴昔が多い。天がそうい
             う異なった性質を与えたわけではない。心を惑わせるような
             環境が、そうさせるのだ。かりに大麦をまいて、土をかけた
             としよう。土地も時期も同じなら、やがて盛んに芽を出し、
             夏にはそろって実るはずである。かりにそろわなかったとし
             ても、ただ地味、水分、手入れが一様でなかったからにすぎ
             ない。同類である以上、たいしたちがいはないのだ。人間だ
             からといってけっして例外ではない。聖人もわれわれと同類
             である。  
        
             むかし、賢者の竜子はこう言った。
            「寸法をとらずに草履を作っても、モッコほど大きくなるもの     
             でもない。草履の大きさ、形が大体同じなのは、だれの足も
             似たりよったりであるからだ。人の味覚も大体同じである。
             易牙(料理の名人)は味覚の好みを最初に見出した人である。
             もし、われわれのたがいの味覚が、生まれつき、犬馬と人間
             ほどちがっているとすれば、易牙の料理をあらゆる人がうま
             いと認めるはずがない。うまいものといえば易牙の料理とさ
             れるのは、万人の味覚が共通しているからである。

             人の聴覚も同じこと、妙音といえば師願(諧の平公のときの
             楽師)の音楽とされるのは、万人の聴覚が共通しているから
             である。視覚もまたしかり、子都(むかしの有名な笑男子。
             『詩経』にその名が見える)といえば、だれひとりかれの美
             しさを知らぬ者はない。知らないのは盲人ぐらいのものだ。
             要するに、うまい料理はだれの口にもうまく、すばらしい音
             楽はだれの耳にも快く、美人はだれの眼にも美しい。とすれ
             ば、だれの心にも肯定できるもの、それもまた存在するはず
             である。万人の心が肯定するもの、それは理であり、義であ
             る。型人とは、このような万人が肯定するものを址初に見出
             した人にほかならない。理と義がわれわれの心を喜ばせるの
             は、牛や豚の肉がわれわれの味覚を楽しませるようなもので
             ある。

 

            【解説】「理義」ということばは、宋代の学者たちによって神
             秘化さ
れてしまったが、理とは道理にかなうこと、義とは物
             事の宣しきに
かなうことで、要するに理性的であることだ。
             反理性的生活はけっ
してわれわれを幸福にはしない。「自由
             とは放恣することではない。
合理的に行動しうることである」
             (マックス・ウーェバー) 

      
     
No.148 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術Ⅲ】 

 ● 28.3THzにおけるAl2O3MIM受動レクテナによる光整流  

【材料と方法】

 2. MIMダイオードのシミュレーション

MIMダイオードのトンネル特性およびDC性能を評価するには、選択した材料セットの初期シミュレーショ
ンを行うことが重要。この目的として量子力学的シミュレータが使用され、これは参考文献で詳細に説明。
シミュレータはトンネル障壁の形状を異なる電圧値で、伝達行列法を用いてトンネリング確率を計算、ト
ンネリング電流は、電子のトンネル確率とフェルミ分布から計算。

障壁の形状は、金属の仕事関数、絶縁体の電子親和力、および印加電圧バイアスによって決定される。
Al2O3電子親和力(χAl2O3)は、1.5eVから3.5eVまで変化した。なぜなら、これらはこの絶縁体に関する
文献で報告された上限および下限。この領域は、200nmのエッジ長さを有する正方形と見す。AuおよびTi
の仕事関数の開始値は、前のセクションで述べたように5.1eVおよび4.3eVであるが、これらの値はナノ製
造プロセスに関与するさまざまなパラメータで異なる可能性がある。例えば、Auの仕事関数とAl2O3の電
子親和力の両方を変える原子層堆積(ALD)法を用い酸化物を堆積させると、AuAl2O3に拡散する。した
がって、シミュレーションでは、Auの仕事関数(ΦAu)を5.1eVから4eVまで変化させ、Tiの仕事関数(ΦTi)
4.3eVから3.5eVまで変化させた。図4は、Al2O3の電子親和力として1.5eVを用いたAuおよびTiの仕事関
数の標準値に対するシミュレーションされたゼロバイアスダイオード抵抗(R 0)およびゼロバイアス応
答度(β0)を示しており、図5は様々な組み合わせに対するいくつかの結果で、図5から分かるように金
属の仕事関数が低下し、絶縁体の電子親和力が増加すると、ゼロバイアス応答性が増加し、抵抗が減少す
る。これは、電子親和力の増加に伴ってバリアハイトが減少し、トンネルプロセスが容易になるために期
待される。同様に、金属間の仕事関数の差を増加させることはまた、トンネリングを容易にし、その結果
抵抗がより低くなる。

 

 
図3(a)中央にレクテナスタックとMIMダイオード(b)空気とAl2O3と重なったアンテナの電界強度、
  (c)アンテナ効率と入力抵抗


図4.Au-Al2O3(1.5nm)-Ti MIMダイオードの予想されるI(V)特性、抵抗および応答性をシミュレート図。ΦAu=
    5.1eV、χAl2O3= 1.5eV、t = 1.5nm、ΦTi= 4.33eV   (a)測定されたI(V)データ、それに対応する7次の適合、
    およびシミュレートされたI(V)。 (b)シミュレートされたデータから計算された応答性および抵抗。 エッジの長
    さは200nm。



図5.Au-Al2O3(1.5nm)-Ti MIMダイオードの予想されるI(V)特性、抵抗および応答性をシミュレート図
     (a)応答計算値、 (b)抵抗計算値

【デバイス製造法】

デバイス特性と材料スタックとの間の関係をシミュレーション評価した後、材料、誘電率および選択膜厚
MIMダイオード性能の決定に重要な役割を果たす。これらの全体的考慮から、MIMダイオードの製造を
が行う。使用デバイスは、Si / SiO 2基板で行われ。高抵抗(p型;ボロンドープ、抵抗率10000Ω-cm)のSi(
100
)ウェハを使用し、アンテナフィードから基板への電流漏れを低減することで、アンテナの性能を改
善する。前項で述べたように、アンテナとシリコン基板の間にショットキーダイオードを形成させないた
めに、図6(a)に示すようにSi基板上に厚さ1.5μmSiO2を熱成長させ、次に、BOE(緩衝酸化物エッチ
ャント:1nm / sエッチングレート)を用いてSiO2をウェーハの裏面のみから除去し、別の導電層を堆積し
アンテナと基板結合を強化(図6(b)) 。このため、10nm / 200nmCr / Au金属層をSiウェーハの裏面
にスパッタリング処理。次に、図6(c-f)の回路を図示するように、レクテナ設計の第1ボトムアーム
を製作する。デバイスは、主金属材料のリフトオフプロセスでパターン形成する。

まず、図6(c)ように、厚さ約200nmのポジ型電子線レジスト(PMMA)をSi / SiO2の上面にスピンコー
トし感光性ポリマーとして作用させ、パターン露光)。次いで、EBL(Model CRESTEC、CABL-9520C)を
用いて、バイアスパッド(200μm角の四角形)と共に蝶ネクタイ型アンテナ(2.7μmアーム長)形状を有
する底部アームをパターン形成。 EBL曝露後(電流I= 500pA、露光量1.1μA/ s)、パターンはメチルイソ
ブチルケトン(MIBK)、イソプロピルアルコール(IPA)の溶液中で1:1の比率で60秒間現像された(図
6(d))。現像後、O2プラズマを用いて残留レジストを除去。次に、10nm / 80nmのCr / Au膜をスパッタ
リングを用いて堆積させ、最後にリフトオフプロセスおよびアセトン中での5分間の超音波処理し、パタ
ーン化する(図6(e-f))。


図6.レクテナ装置の第1アームの製作。 a)Si / SiO2、b)バックリフレクター(Au)蒸着、c)EBLに
   よる第1アーム露光、d)MIBKとIPA現像剤の混合物を用いて露光されたレジストを1:1の比率で除
   去する。
Cr / Au、f)リフトオフ後の最初のアーム。

酸化物を堆積させ、第2頂部アームに重なるように、電子ビームレジストを再び第1アームの上にスピン
コートし、EBLにより露出させて約150nmのオーバーラップ面積を生じさせた(図7(a-b) )。この重
要なシャープなオーバーラップ実現に、アライメント手順が、グローバルおよびローカルアライメントマ
ークプロセスの正確なステップで実行。先にEBL露光について述べたのと同じパラメータを用いて、図7
(c)に示すように、パターン形成されたレジストを再び現像した。次に、アームの比較的高いアスペク
ト比構造にわたり均一かつ共形堆積の確実に、1.5nmの薄いAl2O3膜をALDを用いて堆積させた(図7(d)
)。最後に、図7(e)に示すように、上部金属の堆積(チタン80nm)を行う。プラズマおよびイオン衝
撃による表面損傷低減に、従来のスパッタリングツールの代わりに電子ビーム蒸着を選択。 Ti金属のパ
ターニングは、サンプルをアセトン中で5分間超音波処理し、リフトオフプロセスを再び行う(図7(f))。



図7.図7.最終的なレクテナ装置の製作  a)第1アーム、b)第2アームのアライメント及びEBLによる露
   光、c)MIBK及びIPA現像剤の混合物を用いて露光されたレジストを1:1の比率で除去する、d)レジ
   スト現像後に酸化物層堆積e)
70nm)電子ビーム、f)リフトオフ後の最終レクテナ装置

最後のレクテナデバイスのSEM画像を図8に図示。この図では、2つの異種金属(AuとTi)の間に酸化物
(Al2O3)を挟んでトンネリングダイオードを作製。 SEM画像から明らかに明らかなようにアンテナアー
ムの先端間の位置合わせは成功裏に実現され、製造中に200nmの重なり領域が達成された。

 

図8.トンネルダイオードが2つの異種金属により実現、200nmの重なりを有するレクテナ
   (Au / Al 2 O 3 / Ti)のSEM

                                        この項つづく 

    

 

 なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.5

     ● グローバルからローカルへ  

  そういう経験をしてに日本本に帰ってきて、家業の・かまぼこ屋の仕事に就きました。大学を出て、
 すぐにアメリカヘ渡ったために地元の人とのつながりが希薄になってしまったため、たまたま大学の
 先輩がいたこともあり、小田原の商工会議所青年部に入れていただきました.やがて、2000年に
 小田原の青年部の会長、2003年には2万8000社の会員を持つ全国組織である日本商工会議所
 青年部の会長職を仰せつかりました、
  任期中、日本国中を何度もぐるぐるまわったわけですが、この什嘔でなかったら絶対に訪れなかっ
 たであろう場所を見て、知り合うこともなかったであろう人に会い、実に貴重な財産をたくさん築い
 たように思います。その活動を通じて見えてきたのは、首都圏育ちの私にはいままで見えていなかっ
 た地域の姿であり、個性豊かな歴史・風土に育まれたその上地の魅力とそれを支える人のつながりで
 した。日本という国は個性豊かな地域に、個性豊かな人たちがいて、実に個性豊かな地域が運なって
 いる、これがこの国前後しますが、ここで自己紹介をさせてください。私は江戸のころよりかまぽこ
 屋を家業とするの魅力であり価値であること。いつまでもこうあってほしいと強く思うようになった
 のです。私の中で「地域」というテーマが大きくなってきました、

  会長職を終えてからもそのテーマを追求したいと思い、思いを同じくする仲間との勉強会「場所文
 化フォーラム」に関わるようになりました..これもまた大きな出会いの1つでした。『場所文化フ
 ォーラム」はいまから10年ぐらい前に生まれた集まりで、私のような商売人もいますし、日銀のOB
 や金融のプロ、現役の官僚もいますし、大学の先生も学生もいる,.多彩な人たちが月に1回くらい
 飲みながら話をするというだけのものでしたが、話のなかで、「最近、お金がおかしくないか」とい
 う疑問が語られるようになってから、方向性が一気に定まっていきました。
 「お金というのは、本来、人と人とをつないでいく単なる道具だったはずが、いつの間にかお金を持
 つこと、貯めることが目的になってしまっているね。その結果、お金が1カ所に集まり、ほんとうに
 必要なところにお金かまわらないようになってしまった」「お金という物差しでしか価値を測れなく
 なってしまったため、お金の多寡のみが価値の基準になってしまった。だから、お金を待っていると
 ころ、お金を持っている人が評価されて、持っていないところ、持たない人が低く見られる。お金が
 すごく冷たいものになってしまった。そんなおかしな状態だ。本来のお金の役割って何だろう」
 「お金そのものの役割をはっきりさせることはもちろん大事だけれども、此の中の価値観としてお金
 という物差しだけではなくて、お金では測れないものがたくさんあるわけだから、そういうものもし
 っかり測れる別の物差しを確立していかないといけないね」などなど。

  当然、地域のことについても喧々房々、議論しました。
 「日本が戦争に負けて何もなくなって、いかにして全国にモノを行き渡らせるかというとき、効率が
 優先して求められ、均二化や標準化が盛んに行なわれるようになった。その結果、私たちは大きな恩
 恵を受け、いまの豊かな生活を手に入れたわけだが、その裏側でないがしろにしてきてしまったもの
 も少なくない。地域の個性なるものは一旦脇に置き軽視してきてしまった」
 「地域の個性とか、多様性とか、暮らしぶりとか、入とのつながりとか、ないがしろにしてきたもの
 がいっぱいあるわけだけれども、それをわれわれは『場所文化』と呼ぼう」
 「高度成長のときにはアメリカというロールモデルがあったので、追いつけ追い越せでやってきたわ
 けだけど、気がついたらアメリカもへろへろになっていて、あんまりモデルにならねえなあ」
 「これからはアジアの時代だといわれて久しいが、いまだに日本のアジアに向かってのスタンスが定
 まらないように思う」



  グローバルな社会のなかで、いまこそわが国の価値とは何かと問い直し、価値を磨き込んでいくこ
 と、つまり日本人が持つべき物差しを確立していく必要があるように思います,
 もちろん、ハイテクの最先端のものづくりの技術は必要不可欠ですが、考えれば、そもそも、ものづ
 くりにおける繊細さ、天才性、勤勉さあるいはチームワークは、日本人のDNAにしっかりと刻まれ
 てきた日本人ならではの自然観、宇宙観、死生観などの発露であり、では、それらがどこで育まれて
 きたのかといえば、やはり日本人が育ってきた風土であり、歴史であり、場所文化のなかであろうと
 思うわけです。 したがって、場所文化をないがしろにしていくということは「日本人ならでは」と
 いう強みを失っていってしまうことだと思います。だからこそ場所文化が完全に失われてしまう前に、
 もう一度、掘り起こし、磨いて、なおかつ世界標準にしていくことをやらないといけないと思うわけ
 です。
  けれども、それを単なる懐古趣味と取られたのでは意味がありません。場所文化を掘り起こし、磨
 いて終わりではなく、むしろ、そこから先の「日本人ならではの強み」を具体的に表現して世界標準
 にするというのが究極の目標なのです。

                                        この項つづく
 

  ● 今夜の一品

ワイヤレスイヤホン最強音質ランキング No.1 W800BT

小さな巨人はこんなところにも息づいている。ところが、今月9日、Appleのワイヤレスイヤホン"AirPods"
が煙が上がり破裂したという報告がもち挙がっているという。利益確保第一の風潮の現れなのか?しかし、
オンキョウのワイヤレスイヤホンの品質はナンバーワンだという記事がアップされていますが、高い品質を
楽しむ日本の若者気質に少し安堵しています。時間があれば取り寄せることにしたハイテク志向の爺さんで
すたい。

  ● 今夜の一曲

❦ 『A New Day

   私らしく生きてゆくと

   決めてから どれくらい経った?
   漂うように あてもなく過ごした日々 不安ばかりで

   どんなに苦しい時だって
   誰かが守ってくれているから 明日も きっと 

   ひとりじゃない 君がいるよ
   どんな時も強くなれる
   怖くないよ 追いかけた夢は今未来へと
   繋がってゆく always with you 寄り添って 

   初めて知った この気持ちは
   なんてゆう名前なんだろう
   君がくれた ほんの少しの勇気で 変わった世界

   もっと知りたい 伝えたい
   想いが溢れてこぼれそうだよ 今日も ずっと 

   誰かじゃない 私の道
   君がいれば歩き出せる
   あたたかくて 広い海のように包んでくれる
   これから先も always with you 

   見たことない景色 見せてくれた
   新しい毎日が目の前に広がってる
   特別じゃない A New Day with you 

   ひとりじゃない 君がいるよ 
   どんな時も強くなれる
   怖くないよ 追いかけた夢は今未来へと
   繋がってゆく always with you 寄り添って
     always with you… 
                          歌手 ビバリー Bevely  
                            作詞 坂田麻美
                          作曲 Carlos K.・MEROA    

Beverly
(ビバリー、1994年6月20日 - )は、フィリピン出身の女性シンガー。身長153cm。2016年に日本
に移住し、本格的に日本での活動をスタート.「規格外」あるいは「異次元」などと称される高音域まで届くハイ
トーンボイスが特徴。小さい頃からラジオから流れる音楽に合わせて歌うことが大好きだったが、恥ずか
しがり屋でなかなか家族以外の人前で歌えなかったところ、母の勧めもあり9歳からボイスレッスンを開
始。ハイトーンボイスは、ボイスレッスンで米歌手・ビヨンセのパワフルハイトーンの曲『リッスン』を
歌ったことを契機に練習するようになり習得、これによってボーカルの幅が広がったと話している。自分
にとって特別な曲」は、コンクールで優勝時に歌ったWhitney Houstonの「one moment in time」。「座右の
銘」は、「Be Positive.(いつも前向きに。)」と「"Thank you."(ありがとうを伝えることを忘れない。
)」。
英語、タガログ語、日本語の3か国語を話す。Beverlyのハイトーンヴォーカルを活かすべく14人の
ストリングスと生バンドというオール生楽器編成によりレコーディングされた、普遍的な「愛」がテーマ
の新曲「A New Day」を含む全4曲からなる記念すべき初シングルをリリース予定。この「A New Day
は全国フジテレビ系の2018年1月クールの月9ドラマ「海月姫」の主題歌に採用。
                        

   

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小さな巨人Ⅳ

2018年02月10日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

            ※ 性善説と本性論 あるとき公都子が疑問を出した。「先生、
             告子は『人間の本性は善でも不善でもない』と主張していま
             す。ところが別の一派は、
『人間の本性は善にも不善にもな
             りうるものだ。それはたとえば、文王、武王といった聖王の
             治下で
は、人民は善に同化したが、無道な幽王、肩王の治下
             では、人民も暴虐化したことからも明らかだ』
と説き、さら
             に別の派は、
『本性の善不言は、人によって生まれつき決定
             している。それはたとえば、聖王堯のもとに悪臣象が いたし、
             悪逆な鼓膄(こそう)が聖人舜を生んだ。また暴君紂の叔父
             や臣下に、賢者叔子啓や王子比干がいた。このことからも明
             らかだ』と諭じています。ところで先生は、『本性は善であ
             る』と断じておられます。とすれば、かれらの論はみな間違
             いなのでしょうか」
 
             孟子は笞えた。

             「人間は天与の情に順えばだれでも善を行なうことができる。
             これがわたしの性善説だ。あるいは悪を行なう者がいるかも
             しれんが、それは天与の資穴が劣っているということ.では
             ない。かわいそうだと思う心、悪を恥じる心、誼りあいの心、
             善悪を判断する心、これはどんな人間にも備わっている。そ
             して、かわいそうだと思う心は仁に、悪を恥じる心は義に、
             誼りあいの心は礼に、善悪を判断する心は皆につながる。

             この仁義礼皆は外から付与されたものではなく、本来的に我
             身に僅わっているものだ。だがこの固有の心も、これを探究
             しなければ無きにひとしい。それは、『つかまえていれば居
             るけれども、うっかりすると居なくなる』といわれるとおり
             だ。本米谷でありながら、はじめは二倍、五倍、そしてつい
             には無限の悪へと向かって行くものがあるが、それは天与の
             回遊をまっすぐに仲ばすことができなかったものである。

             詩経にも、『天は楽長を生みたもう 天の生みみ かの美し
             き徳を好む』とうたっている。これについて、孔子はこう批
             評している。『この詩の作者こそ、遊冶の本質をわきまえた
             人物だ』このように『、すべての事物に存在の法則があり、
             人員はこの法則にのっとっているのであるから、一定不変の
             法則を好ひものなのだ」

   
高橋洋一 著 『戦後経済史は嘘ばかり』
   

    第3章 奇跡の終焉と「狂乱物価」の正体

   第3節 固定相場を維持するには膨大なドル買いが必要になる

  今、述べてきたように、固定相場制についての最大の誤解は、相場を決めれば自動的に相場が維持
 されると思っている人が多いことです。何度もいいますが、固定相場制とは、「為替介入をしない制
 度」ではなく、「常に為替介入をする制度」です。

  1ドル=360円という数字を決めただけでは相場は維持できません。実際には、相場を維持する
 ために猛烈な介入が必要になります。
  円安気味になりそうになったら、円を買い込んで1ドル=360円が保たれるようにします。円高
 に振れそうなときには、ドルを買いまくって1ドル=360円を維持します。介入をし続けることで
 維持されるのが固定相場制です。

  詳しい仕組みを説明しますと、相場を維持する責任を負っているのは大蔵省(当時)です,大蔵省
 は特別会計で外貨を買うために、為券(外国為替資金証券)という政府短期証券を発行します。為券
 を発行して資金を調達して、その資金で外債を買って、為替相場を維持します。
  為券は大蔵省の発行する国債ですが、市中に為券を出してお金を調達すると、国債増発と同じで金
 利が高くなってしまうことかあります。実体経済に影響が出てしまうといけないので、為券は日銀が
 すべて大蔵省から買い取っていました。

  固定為替相場維持のために、日銀は大蔵省に指示されるままに、円を発行し続けます。日銀からお
 金が出ていく形になりますので、その分だけインフレ気味になる現象が起こりました,
  日銀の独立性などまったくありません。大蔵省が「為替介入する」といったら、インフレになろう
 がどうなろうが、日銀は円を刷らなければいけなかったのです。「国際金融のトリレンマ」で説明し
 たように、固定相場を維持するために、独立した金融政策が犠牲になっていたということです。
 
  1985年のプラザ合意までは、実は、実質的な「固定相場制」だった 固定相場を続けている限
 り、独立した金融政策を打つことはできません。固定相場制から変動相場制に移行することで、初め
 て日銀は独立した金融政策をとることができるようになります。

  では、いつから変動相場制に移行したのでしょうか。

  社会の教科書では1973年2月から変動相場制に移行したとされています。しかし、国民には知
 らされていない裏があります。
  制度上は1973年に変動相場制になったのですが、実際には猛烈な為替介入が続いていました。
 「ダーティ・フロート」という裏の介入が続いていたのです。もちろん国民にはわかりにくい形にさ
 れていました。
 「ダーティ・フロート」を完全にやめて、変動相場制に移行したのが1985年の 『フラザ合意」
 です。Iドル=360円時代は、360円から上下への変動をまったく許さない為替介入をし、19
 73年2月からプラザ合意までは、上下への変動をある程度許す為替介入をしていました。プラザ合
 意以降は「クリーン・フロート」にして為替介入をやめました,
  日本が固定相場制から、為替介入しない変動相場制に移行したのは、「1973年2月」ではなく、
 「1985年9月」のプラザ合意です。ここを見誤ると、1973年から1985年までの日本経済
 を正しく理解できなくなります。

  為替介入をやめて変動相場制にすると、為替は計算上の均衡レートとほぼ一致した数値になります。
 岡引のグラフをもう一度見て下さい。グラフの2つの折れ線が急激に近づいていくのは、1985年
 以降です。それまでは両者には開きがあります。これは介入を続けていたことを意味しています。
 整理しますと、

  ≒フラザ合意まで → 固定相場制(1972~1985年は実質的固定相場)
  ≒フラザ合意以降 → 変動相場制

 となります。

 「国際金融のトリレンマ」に則していえば、1985年までは固定相場制だったため独立した金融政
 策をとることができず、1985年に変勤相場制になってようやく独立した金融政策をとれるように
 なりました。



  第4節 「マンデル・フレミング」を知れば、財政と金融のどちらが効果的かわかる

  マクロ経済学には「マンデル・フレミング効果」というものがあります。1999年にノーベル経
 
済学賞を受賞したコロンビア大学のロバート・マンデル教授と経済学者のジョン・マーカス・フレミ
 
ング氏による理論です,単純化していいますと、表1のようになります, マクロ経済政策には、た
 った2つの政策しかおりません。1つは税金をとって公共投資をする「財政政策」、もう1つは「金
 融政策」です。

 「金融」というと、日本では金融機関と混同されてしまうことかあるのですが、ここでいう金融は「
 マネタリー」のことです。
  英語では、金融政策の場合には「マネタリー(manetary」が使われ、金融機関の場合は「フアイナ
  ンシヤル(nnancial)」が使われます。日本語ではどちらも「金融」ですが、両者はまったく別の概念
  です。金融政策は「マネタリー」の意味だと考えて下さい。

  話を戻しますと、マンデル・フレミング効果は、「固定相場制のときには、財政政策が効いて、金
 融政策は効かない。変動相場制のときには、財政政策があまり効かなくて、金融政策が効く」という
 ものです。ただし、変動相場制でも、十分に金融緩和されていれば、財政政策も効きます。
  プラザ合意までは、実質的に固定相場制ですから、金融政策は効かず、財政政策が効く状態でした。
  そういう意味では、田中政権時代(1972年7月~1974年12月)の「日本列島改造諭」に
 よる公共投資は間違った政策ではありませんでした。固定相場制のときには、財政政策は効き目があ
 ります。

  ただ、為替相場の維持のために大量のマネーが市場に出回っており、インフレ気味になっていまし
 た。そこに財政政策の効き目が加わったため、効きすぎてしまった面があります,政策手段そのもの
 は間違っていなかったのですが、インフレ状態のところに火に油を注いでしまった形となり、結果的
 に急激な物価上昇を生み出しました。

  The Works of Robert

    第5節 石油ショックで急激なインフレが起こった」はウソ

  戦後経済を見るときに、日本人が一番誤解している点は、「石油ショックで急激なインフレが起こ
 った」というものです。これは事実とはまったく追っています。
  第一次石油ショックは、1973年10月に、中東アラブ諸国とイスラエルの間で第四次中東戦争が
 勃発したことから始まっています。アラブ石油輸出国機構(OAPEC)は、イスラエル寄りの欧米
 や日本向けの輸出を制限して、さらにペルシア湾岸産油国が段階的に原油価格を4倍に引き土げまし
 た。この原油価格の高騰は世界経済に影響を与え、日本経済にも大きな打撃を与えました。

 

   石油ショックが起こると、洗剤やトイレットペーパーなどの買い占め騒ぎが各地で起きた(写真:朝日
 新聞社/時事通信フォト)。
この第一次石油ショックをきっかけに激しいインフレが起こり、狂乱物価
 が生じたと
考えている人がたくさんいます。
  しかし、インフレの真の原因は石油ショックではありませんでした。主たる要因はマネーの過剰流
 動性であり、第四次中東戦争勃発以前からインフレは始まっていました


  マネーが過剰になった理由は、為替相場です。1973年2月に制度上は変動相場制に移行してお
 り、市場に為替相場を完全に委ねてしまうと、急激に円高に振れるリスク
を抱えていました。
  圀1のグラフを見ていただくとわかるように、1973年ごろの均衡レートは140円程度です,
 308円の固定相場から一気に140円に近づいてしまったら、日本の輸出企業はバタバタと倒産し
 てしまいます。これを防ぐために、大蔵省は裏の「ダーティ・フロー
ト」で猛烈な為替介入を行いま
 した。前述したように外債を買うために為券を発行し
て、日銀に引き取らせる手法で、市場に大量の
 マネーが供給されることになりました。


  マネタリーベースが大きく増えたためにインフレが生じたのです,
  総務省統計局の消費者物価指数(総合、前年同月比の推移)を見ると、1972年10月時点では、
 物価上昇率は5・7%でしたが、翌1973年1月に6・7%となり、
変動相場制に移行した同年2
 月には、7・O%になっています。
石油ショックが起こったのは10月ですが、それ以前にすでに
 物価は急激に上がり始めていたのです。

  マネーが増えていたところに、石油ショックが起こって追い打ちをかけたため、翌1974年には
 各月の物価上昇率がいずれも20%を超えるインフレ状態となりました。
  もし、石油ショックが主たる要因だとするならば、石油ショックが起こる以前に物価が急上昇して
 いた理由の説明がつきません。やはり、インフレを生んだのはマネーが過剰になっていたことが最大
 の要因なのです。

  事実上の固定相場制を続けようとしたことで、マネーをコントロールすることができなくなり、意
 図せぬインフレが起こったと考えるとわかりやすいでしょう。1973年以降の物価高騰は、石油シ
 ョックという外的要因によるものではなく、貨幣的な現象です。
  過剰流動性の素地がない状態なら、石油価格の高騰は物価にそれほど大きな影響を及ぼさなかった
 でしょう。
  マネーがあふれているところに石油ショックが「火に油を注いでしまった」というのが正しい認識
 です。


                                        この項つづく

      
     
No.148 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術Ⅱ】 

 ● 28.3THzにおけるAl2O3MIM受動レクテナによる光整流 

【材料と方法】

1.シミュレーション

IR波を照射するイルミネーションアンテナは、金属/誘電体界面にプラズモン振動を発生させる。以前の研
究では、異なる幾何学的形状を持つアンテナを比較蝶ネクタイ型アンテナは、他のものと比較してより高
い電界増強性を生かし簡素な製作と統合を考慮し設計する。新しいスタックアップに関するシミュレーシ
ョン操作を繰り返しパラメータの最適化を行い最大電界強化を得た。

1.1 隙間のある蝶ネクタイ型アンテナ

有限のギャップ(50nm)をもつAuアームとTiアームからなるボウタイアンテナを図2(a)に示す。28.3
ラヘルツで最高の電界増強のためにアンテナジオメトリを最適化するために、この設計の最適値の決定に
アームの長さ、先端角、ギャップおよび金属の厚さの主要パラメータを調査する。電磁ソルバーCST
Microwave Studio)での電場増強を図2(b)に図示。図2(b)から明らかなように、先端部では表面プラ
ズモン波の群速度と位相速度がゼロになるため、アンテナアームの鋭い先端とギャップに電界が増強され、
高度にローカライズされた領域につながる。

材料の電気的特性はより高い周波数で変化し、典型的にはDrudeモデルがシミュレータで使用するが、電子
-電子相互作用ならびに電子-イオン相互作用は無視する。したがって、実験的に得られたAuTiの周波
数依存性の材料特性をCSTに挿入。蝶ネクタイアンテナは、アームの長さと弓の角度により定義、アンテ
ナの物理的長さは、動作波長に比例するので、図2(c)の図示示ように アームの長さの変化に伴って動
作周波数が大きく変化する。図2(d~e)から、曲がり角度と金属厚さはフィールドエンハンスメントに
大きな影響を及ぼさないが、60°の曲がり角度と80nmの金属厚さを選択。アンテナ先端の電界強度はアー
ム間の隙間が小さいほど大きくなる。図2(f)から明らかなように、より小さいギャップサイズについて
はより高い電界増強があり、ギャップサイズの増加と共に減少する。最適化された蝶ネクタイ型アンテナ
は、アームの長さが2.7μm、曲がり角度が60°、金属の厚さが80nmである。アームと上記の寸法との間に、
1nmのギャップがあると、蝶ネクタイ型アンテナ先端で8桁の電界増強が得られる

1.2 オーバーラップアンテナシミュレーション 

図3(a)に図示すように、最後の設計ではアンテナアームの重なりによって蝶ネクタイ型アンテナ中央に
MIMダイオードが必要となるため、図3(a)に示すように、レクテナの重なり合った構成でシミュレーシ
ョンの実行も重要となる。この研究では、電磁気シミュレーションから得られた最適化されたアンテナ寸
法を使用、が、非常に薄い絶縁体層(Al 2 O 3)が2つの重なり合ったアンテナアーム先端の間に挟まれる。
その間の絶縁層として空気を用いた場合、アンテナアームが重なるとアンテナのピーク電界強度がより大
きな波長側にシフトする。図3(b)に示す重ね合わせアンテナピーク強度シフトは、低誘電率誘電体の導
入により補償される。計算されたアンテナ効率と抵抗値を図3(c)参照。シミュレーションでは、特定ス
タックで、約111%の放射効率と約55Ωのアンテナ抵抗(RA)を得た。


図3

                                         この項つづく 

    

❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.4

    ● かまぼこ屋だからこそできること  

  前後しますが、ここで自己紹介をさせてください。私は江戸のころよりかまぽこ屋 を家業とする
 家の次男として、神奈川県の小田原で生を享けました。自分の仕事のことを真剣に考え始めた大学生
 のころ、思い出したのは、幼いころ、父から聞かされていた父の夢の話でした。父は鈴本家の4人姉
 妹の長女である私の母のところへ婿養子に来ました。いま思えば、もともとのかまけこ屋でなかった
 からなのかもしれませんが、身のまわりから世界の動きまで視野を広く持って、かまぼこの使命や現
 在ふ本来の見通しを客観的に考えることができた人でした。そんな父から、よくこう聞かされていま
 した。「悌介、かまぼこって面白いぞ。魚の味も形も全く変えてしまう。この知恵を使えば世界中で
 捨てられている魚を使って、その国の人の口にあう新しいかまぼこができる。その技術とは実は魚の
 タンパク質の加工技術なのです。ですから、かまぽことはアミノ酸の固まりで、とてもシンプル&ヘ
 ルシーな食品です。まさに日本の伝統食であると同時に、これからの世界の食生活にも貢献できる未
 来食でもあると自負しております。ですから、このかまぼこというユニークな食べ物をより多くの人
 びとに広めたいと思うようになりました。 

  大字卒業を前に、私は次男坊という気安さもあり、それに挑戦してみたいという思いが募ってきま
 した。日本には戻らないと自分なりの固い決心の下、24浚でアメリカに渡りました。結果的には10年
 間あちらで仕事をすることになりました、
  まずはメキシコ湾で、それまで使い道のなかった原料である魚の調査にとりかかりました。州でい
 うとアラバマやミシシッピを沿岸に持つメキシコ湾はエビ漁が盛んなところですが、底引き船でエビ
 と一緒に獲れる魚はアメリカでは人気がなく利用されていませんでした。実にもったいない話です。
 それをかまぼこの原料にできないかという調査からスタートしました。

  振り返ってみれば、実に難題であったわけですが、大学を卒業したばかりの私は理想に燃えて取り
 組みました。ロスアンジェルスの日系二世の方が経営するかまぼこ屋さんとアラバマのエビの加工屋
 さんをパー・‐トナーにして現地に小さなすり身工場をつくりました。ところが、途中でその焦が穫
 れなくなってしまったためプロジェクトそのものは頓挫してしまいました。 しかし、若さゆえでし
 ょうか、落ち込むこともなく、「だったら、アメリカ人にかまぽこを食べさせようI」という方向に
 舵を切り直し、アメリカ人向けに、かに風味のかまぼこの製造販売をすることになり、会社を立ち上
 げ、工場をロスアンジェルスに建て、その会社の経営に携わることになりました。

  実は渡米して8年目に父が59歳で病気で急逝するという予期せぬ事態が起こり、私は帰国する決心
 をしました。いろいろ考え悩んだ末、会社設立当初から熱心にアプローチしてきた大手上場の食品コ
 ングロマリットの会社に自分の会社を売却することにしました。そして、一緒にがんばってきてくれ
 た社員の行く末を見極めたいと思い、売却後も残って約1年間その会社で働きました。昨日までは会
 社のオーナー経営者、今日からは大企業の事業部長という経験も貴重なものでした。アメリカの株式
 会社がどういう理屈で勤いているのか、それをよく理解し体感できました。
  その間、ほんとうにさまざまなビジネス上の経験をさせてもらいましたが、同時にビジネス以外で
 も学んだことが多々ありました。

  それは自分が日本人であるという当たり前のことと、自分がほんとうに日本のこと、特に日本の伝
 統文化といわれる分野のことを知らないという事実でした。たとえば、茶道において、なんで茶碗を
 まわすのかと聞かれるわけです。恥ずかしいことにすぐに笞えられない白分かいました。日本にいれ
 ばだれも聞かないようなことを、長く外国にいると予想もしないところであれこれ質問攻めに遭いま
 す。日本にいるときは当たり前のように行なわれていて、わかっているつもりでいたことが、まった
 く通らないわけです。

  そんな反省に立って、改めて日本という国を外から眺めてみると、その歴史と文化の深さと幅広さ
 に気づきました。外国からの文化を受け入れ、しかし、鵜呑みにすることなく、それまでの文化と上
 手に調合しながら昇華させていく。そのことを積み重ねてできあがってきた何とも垂層的な歴史、そ
 して、加えてそれが全国単一ではなく、各地でさまざまなバリエーションをもって進化していく。そ
 んな縦横に厚みのある歴史と文化が見えてきました。

              この項つづく

  

 

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小さな巨人Ⅲ

2018年02月09日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

            ※ 人間の本性は牛の本性と同じか告子が言った。「生きてい
             くこと、それが本性だ」
              
孟子がきいた。
             「生きていくことが本性だというのは、白いものなら、すべ
             て白だというのと同じことかね」

             「そのとおりだ」
             「では、羽の白と雪の白は同じであり、雪の白と玉の白とは
             同じなのだね」

             「そのとおりだ」
             「とすれば、犬の本性は牛の本性と同じであり、牛の本性は
             人間の本性と同じだというのだね」  

      
     
No.147 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術】 

 
下図(特開2016-119836  多帯域での高周波(RF)エネルギーハーベスティングを行うための整流回
路」のように、レクテナ(整流アンテナ)とは、電波エネルギーを直流電気に変換するために用いら
れる特別な
タイプのアンテナである。レクテナは、電力を電波で送信する無線電力伝送システム内で
使用される。典型的な
レクテナ素子は、ダイポールアンテナと、そのダイポール素子の両端に接続さ
れるダイオードで構成される。ア
ンテナ内で電波から誘導される交流電流をダイオードが整流して、
直流(電源を作り、この電源を用いて、ダイオードの両端に接続される負荷に電力を供給する。ショ
ットキーダイオードは、電圧降下が最も低く、スイッチング速度が最も速いという特性を有し、その
ため、伝導とスイッチングによる電力損失が最も低いことから、レクテナには、通常、このショット
キーダイオードが用いられている。大型のレクテナは、このような数多くのダイポール素子のアレイ
で構成される。また、効率的に高周波(RF)エネルギーを取り込むレクテナ開発は情報通信やエネル
ギーハーベスティングなどへの応用で非常にに関心が高まっている。遠隔装置/携帯用装置用電源供
給以外に、未使用の周囲RFエネルギーを効率的に再変換することができる、好適なレクテナがあれば、
バッテリやその他のリモート電源に取って代わり、エネルギーの需要全体を減らせる。特に、現在の
太陽光発電技術は可視光領域(400-750nm )からエネルギー回収されており、毎秒何百万ギガワット
にもなると推定される赤外線放射の絶え間ない漏出されているが赤外線(IR)領域からのエネルギー
回収は完全にアンタップ状態にある。
Jun. 30, 2016

このように、エネルギーハーベスティング用レクテナは、従来のレクテナがRFエネルギーをDC電
力に変換できるが、周囲のRFエネルギーの大部分を取り込むことができず、アンテナ(一般に、標準
の50オームまたは75オームのアンテナ)のインピーダンスを、整流回路(一般に、抵抗の他に、
強いインダクタンス/リアクタンスを有する整流回路)の入力インピーダンスと一致させるために、
従来の整流回路は、個別にRFマッチングステージを有すが、従来のRFレクテナでできることは、RF
の高出力密度のレベル(一般に、1W/mより高い)のもとで、使用可能なDC電圧を生成するだ
けであり、無線電力伝送システム内――専用高出力トランスミッタにより十分な高RFエネルギーが生
成されている。通常、周囲RFエネルギーは非常に弱く(mWからμWまで)、エネルギーハーベステ
ィングには、周囲の供給源の電力レベルが低く不十分であることが証明されている。また、従来の
テナは、単一の周波数帯用であり、大型のため適用性がなく、RFエネルギーの大部分を取り込むこ
とはできない。アンテナ(標準の50オームまたは75オームのアンテナ)のインピーダンスを、整
流回路(抵抗の他に強いインダクタンス/リアクタンスを有する整流回路)の入力インピーダンスと
一致させるため、従来の整流回路は、個別にRFマッチングステージを有し、従来型で可能なことは、
RFの高出力密度のレベル(1W/mより高い)のもとで、使用可能なDC電圧を生成するだけで、
無線電力伝送システム内で使用――専用高出力トランスミッタにより、十分なRFエネルギー生成され
る。周囲RFエネルギーは非常に弱く(mWからμWまで)、エネルギーハーベスティングを行うには
周囲の供給源の電力レベルが低く不十分であり、単一の周波数帯用(狭い帯域のRF信号を取り込む)
であり大型で適用しない。

このように、上図の特許事例では、周囲RFエネルギーを取り込み可能なRFエネルギーハーベスティ
ング装置を提供にあっては高周波(RF)エネルギーハーベスティング装置(レクテナ)は、RF周波
数で共振するよう構成されるアンテナ構造体と異なる順電圧値および異なるピーク逆電圧値を有する
2つのゼロバイアスショットキーダイオードD1、D2を用いることにより低いエネルギーレベルを
有する多帯域のRF信号を取り込み易くする整流回路とを含む。第1のアンテナ端点121で生成され
る、取り込まれたRF信号から発生する正電圧パルスは第1のダイオードにより第1の内部ノードに送
られ、そこで第2のアンテナ端点122で生成される第2のRF信号と合計され、それにより十分に
高い電圧レベルを有する第1の中間電圧が生成される。次いで、正電圧パルスは第1の内部のノード
から第2のダイオードを介して出力制御回路に送られて使用可能なDC出力電圧に変換されるように
工夫されている(詳細は上図クリック)。

 どこが違うのか 量子トンネル効果で光電変換:天候に関係なく24時間動作

今月8日、サウジアラビアのアブドゥラ科学技術大学らの研究グループは、金属|絶縁体|金属
MI
N
) 型ダイオード回路の金とチタンで構築した蝶ネクタイ型ナノスケールレクテナ(整流アンテナ)
を作製しその性能評価結果を公表
(論文名称:Optical rectification through an Al2O3 based MIM passive
rectenna at 28.3 THz,  Nove. 2, 2017
, Materials Today Energy ,  Vol 7, In progress , March 2018)。このアン
テナ作製でもっとも艱難だったのは2つのアンテナアームがナノスケールの重ね合わせ。新しく作製
されたMIMダイオードは、印加電圧ゼロで赤外線を正常に捕捉回収に成功する。従来のソーラーパネ
ルは、可視光スペクトルの小さな領域回収するだけだったが、今回、赤外線領域をすべて捕捉回収で
きること実証したことで、多くの課題をを残しつつも、これらのエネルギーハーベスタは総発電量を
増やすため何百万ものデバイスを接続することができ、天候に関係なく、24時間動作できという画
期的な技術になると期待されている。実に面白い。

● 28.3THzにおけるAl2O3MIM受動レクテナによる光整流

 【要約】

250K~1500Kの間で変動する廃熱、すなわち2~11μmでピークを迎えるエネルギーを捕捉すること
は再生可能エネルギー源への挑戦のゲーム・チェンジャーとなり得るが、この分野の研究は数多くの
課題を残している。廃熱が中赤外線(IR)周波数帯の電磁波(電磁波)であると考える。この周波数
帯は、共振アンテナを通して捕捉され、一般にレクテナと呼ばれるダイオードを介して有用なDCに整
流する。蝶ネクタイ型アンテナは、EMシミュレーションを介してIRフィールドの捕捉と強化のため
に最適化されている。蝶ネクタイ型アンテナの重なり部分には、このような高周波(28.3THzまたは
10.6μm
)で動作可能な金属 - 絶縁体 - 金属(MIM)ダイオードが実現されている。低誘電率絶縁体
Al 2 O 3)の選択は、RC時定数とダイオードのカットオフ周波数を測定するのに役立ちますが、金と
チタンの2つの異なる仕事関数金属は、レクテナデバイスのIR捕捉および整流能力を評価めに、10.6
μm
のCO 2レーザを使用するカスタムの光学特性設定が使用されている。ノイズレベルをはるかに上回
り、計算とよく一致する偏波依存電圧出力は、レクテナの動作成功のを確認する。これは印加電圧で
MIMダイオードベースのレクテナを通して28.3THz整流の最初の実証となる。

【鍵語】

光レクテナ/テラヘルツエネルギー収穫/ナノレクテナ/ 金属|絶縁体|金属(MIM)ダイオード/
トンネルダイオード

【概要】

IRスペクトルからのエネルギー収穫についての興味深い考え方は、この変動を高周波電磁波として扱
うことであり、これは、下図2に示すように、典型的にはレクテナ装置として知られているナノアン
テナと整流器の組み合わせにより収集および整流することができる:下図1(a)。尚、RFおよびマ
イクロ波帯におけるレクテナを介したエネルギー収穫は、何度も実証されている。マイクロ波周波数
のアンテナは、自由空間の電磁波を誘導波に変換し、誘導波を負荷に供給。しかし、IR周波数で動作
するアンテナは、表面プラズモン共鳴のために、ナノアンテナの鋭い先端に非常に局在した電界を多
く発生させる。

図1.レクテナシステムの概略図 (a)アンテナによって集められた波は、金属絶縁体金属(MIM
   ダイオードによって整流され、負荷に供給される、
(b)MIMダイオードを表す図

 



図2.(a)アンテナトポロジー、(b)ボウタイアンテナでのフィールドエンハンス (c)アームの
   長さ変動、(d)弓角変動、(e)金属厚さ変動、(f)ギャップサイズ変動。

 前回のの実験では、28.3THzの蝶ネクタイ型アンテナのギャップと形状を先端/先端チップを鋭くする
ことで最適化する。これらのフィールドはかなりローカライズし、フィールド強化の恩恵のため蝶ネ
クタイ中央部(シャープチップ間のギャップ)で修正する。このような高い周波数で半導体ベースの
ダイオードは動作せず、金属絶縁体金属(metal-insulator-metal、MIM)ダイオードとして知られている
トンネリングダイオードは、蝶ネクタイアンテナの2つのアームの間のナノメートルの薄い酸化物ア
ームを重ね合わせる。このMIMダイオードは、2つの異なる金属、すなわち、銅と金の間に0.7nmの酸
化銅絶縁体を備え、印加電圧なしで電子トンネリングを実現。DCにおいて適切な応答性を有するMIM
ダイオード動作を実験的に実証できたが、その周波数(εr〜7)においてCuOの高い誘電率のため28.3T
Hz
で完全なレクテナ機能を実証できなかった。デバイスのカットオフ周波数、およびサブnm酸化物に
よるデバイスの脆弱性を含むさまざまな要因に影響される。

MIMバンドベースのレクテナは、RF帯域で実証されているが、実際の実用性は、他の半導体ベースの
ダイオードが動作しない高周波数用。高周波数(約30THz程度)のMIMダイオードベースのレクテナ
に関するいくつかの論文が実証されているにもかかわらず、光整流に関連する多くの未解決の問題が
ある。それらのうちのいくつかは対称型MIMダイオードを利用しているため、動作にバイアスを必要
とするため、エネルギーハーベスティングアプリケーションには適さない。光の整流からの信号や
Seekbeck 効果の熱応答の出力に大きく寄与するという曖昧さがある。MIMダイオードの出力を金属の
みの構成(絶縁体層なし)の出力と比較することによって、この態様を明確にしようと試みた。

結果は、MIMダイオードの全体的な出力電圧への主な貢献がSeebeck であることを示した。MIMダイ
オード出力への熱寄与の問題は重要ではあるがトリッキーであり、これらの高周波でのMIMダイオー
ドの真の光整流を理解するためには注意深い検討が必要である。上記と以前の研究を考慮して、この
作業に絶縁体層として酸化アルミニウム(Al2 O3)を選択。 Al2O3は、より高い1Hz周波数で低い誘
電率(0.53.5の範囲)を有する。この値は、以前の研究のCuOのほぼ半分(またはそれ以下)であり
、MIMダイオードのカットオフ周波数を高めるのに役立つと期待される。またAuTiは、それぞれ仕
事関数(WF)が5.1 eVと4.33 eVになると予想される金属アームとして使用される。 金属間のこの高
い仕事関数差は、電子トンネリングを容易にする。前回の研究でのもう1つの問題は、非常に薄い絶
縁体層(約0.7 nm)に起因するデバイスの脆弱性である。この研究では、酸化物の厚さを約1.5nmに倍
増加。上記のステップにより、アンテナが信号(レクテナの偏光感応出力によって確認された)をピ
ックアップし、MIMダイオードが光学的整流(ゼロバイアスの応答性および計算によって確認される)
を提供できる28.3THz MIMダイオードベースのレクテナを実証できた。これは、MIMダイオードベース
のレクテナを使用した28.3 THz信号のゼロバイアス整流の最初のデモンストレーションである。
尚、この論文では、アンテナ部の完全電磁(EM)シミュレーション、MIMダイオード部の量子力学シ
ミュレーション、プロトタイプのレクテナのナノ加工プロセス、完全DCおよび光学的特性評価を記載。

                                       この項つづく 
                           

    

 

 ❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.3 

   ● 経済界からのもう一つの声  

  秋口に入り、原発が定期点検のためにIつひとつ停止していきました。すると並行して、原発
 がないと電気が足りなくなるという理由で再稼働を求める論調がかなり声高に
聞こえてくるよう
 になりました。一方、原発反対という声も聞こえます。そこで私か思
い浮かべたのは世論調査の
 通常の回答パターンでした。すなわち両端の2割が「そう思
う」「そうは思わない」、中間の6
 割が「どちらともいえない」。

  この2割一6劃一2割の論理を無理やり原発の議論に当てはめると、原発がなければこの国は
 立ち行かないとしきりに主張する経済界といわれる2割、昔から原発反対を唱
えるいわゆる市民
 運動派といわれるもう一端の2割、そして、真ん中の6割は、今回の
来電の事故でアッと驚きま
 したが、どっちを信じていいのかわからない多くの人たち、
私は脱原発だけを声高に言うつもり
 はありませんし、原発推進派を敵視するつもりも
ありません三肉極の2割の人たちの意見に乗っ
 かってなにかをしようとするのではなく、
福島原発事故でほぼ、みんなに共有できた「原発は危
 険だ」という観点から、できることをしていきたいのです。

  私かやりたいことは相手にする「だれか」を問題にすることではなく、「経済界」発とされる
 「原発がないと電気が足りなくなるぞ」「電気が足りなくなると海外に移転する企業が出てきて、
 GDPが下がって、国民はメシが食えなくなるぞ」といった発言に「違うぞ」と待ったをかけて、
 回じ経営者の立場から、6割の人たちが正しく判断するために、必要な正しい情報を提供してい
 くような活動なのです。
  真ん中の6割の人たちは、「原発は確かに危ない、怖い。だけど、原発がなくなってしまうと、
 ご飯が食べられなくなって困る」と思わされやすいし、思うと黙ってしまう。黙るということは
 すなわち「原発イエス」になってしまう。それを放置しておくと現状を改善していく力になって
 いかない。そこに強い危機感を感じました。メデイアを総動員して声高に主張を繰り返す経済界
 という2割、どうしてもイデオロギーだとか、偏っているとか、はたまた現実を知らない文化人
 が……シ」かいわれがちな真逆の2割、その間でどちらを信じていいか迷う6割という構図が見
 えてきました。市民活動はもっともっと盛り上げていただきたいと思いますが、敢えて誤解を恐
 れずに言えば市民運動ではなく経済人としてできる、やるべきデモンストレーションがあると思
 ったのです。それは「経済人」として「経済界」から違う意見を発信していくことだと思ったの
 です。
  具体的に仲間づくりを考える段階に至ったとき、商工会議所青年部の全国会長時代の仲間の顔
 が真っ先に浮かびました。ただし、この活動は商工会議所としての活動ではなく、あくまで趣旨
 に賛同する地域の中小零細企業を中心とした企業、団体の経営に関わる人たちによる活動である
 べきとの思いから、新たな会を立ち上げることにしました。

  2011年の秋口から私の考えをまとめたものを発信しながら、年明けから全国行脚を開始し
 ました。皆の知識レベルもまちまちですし、原発の対応についての見解も、いますぐとめろとい
 う人もいますし、ある程度の時間をかけてソフトランディングすべきだという人もいますし、脱
 原発であるにしても原子力の技術だけは継いでいかないといけないという人もいて、さまざまで
 す。しかし、「このシステムはおかしい」「何とか変えないと」という意見では一致していまし
 た。 世間には対立軸を明確にして議論を盛り上げるという方法を取る向きもあるようです。そ
 うではなく「原発は危ない」という共通項を大事にしながら、「私だけ言ってもどうにもならな
 い仁私の地域だけ動いても変わらない」と思っている人たちの背中を押していく。こういう活動
 を展開していきたい。このような考えをしたため、全国行脚しながら経穴者の仲間に伝えたとこ
 ろ、「議論をしたり、発信をする場があれば、俺たちも何かできるかもしれない」という声が数
 多く返ってきました。120余名の彼らには世話役として加わってもらい、またで今回対談にお
 付き合いくださった方々をはじめ各界の専門家の皆さまには、会のアドバイザーーとしてお知恵
 を借りることとして、2012年の3月20日に誕生したのが、「于不ルギーから経済を考える経
 営者ネットワーク会議」(以下「エネ経会議」)です。

                                     この項つづく

 

 ● 今夜の寸評:小さな巨人Ⅲ

再生可能エネルーのなかでも、デジタル革命基本則を強く反映し、地産地消型なものは、太陽光(太
陽熱)発電風力発
電、それに対し、バイオ(ネグロマスもそうですが)は木材は5~20年周期とな
りエネルギーを蓄積するものだから「デジ則」は反映しずらいが「地産地消」は可能、水力発電も同
じく時間をかけたエネルギー集約タイプでバイオマスと同じ。蓄電池は基本的に移動性の可否で分か
れるが、移動可能型は量産化とマテリアルイノベーションで「デジタル則」に沿うことも可能。そし
て、今日紹介した「光レクテナ」のように光熱電変換素子が商用レベルに仲間入りすれば、百パーセ
ント自然エネルギーは加速することになる。面白い時代である。 

  

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小さな巨人Ⅱ

2018年02月08日 | デジタル革命渦論

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

            ※ 人間の本性は水?:告子が言った。「人間の本性は、ご渦巻
             く水のようなものだ。吐け口を東側につければ、東へ流れ、
             西側につければ、西へ流れる。水が東へも西へも流れるよう
             に、人間の本性にも善悪の区別はないのだ」孟子は反駁する。
             「たしかに水は東へも西へも流れる。だが、高い方へ流れる
             だろうか。人間の本性は善なのだ。それは水が低い方へ流れ
             るようなもの。低い方へ流れない水がないのと同様、善でな
             い人間もないのだ。なるほど、水を手でたたけば、頭より高
             くはねあがることもある。せきとめれぱ、山に逆流すること
             もあろう。しかし、それが水の"本性"であろうか。外から力
                          が加えられたからではないか。人間が悪事に走るのも、それ
             と同じ理屈だ」 

 

    

 ❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.2 

   ● 福島第一原発事故の衝撃 

  「3・11から3目後の14目、東京電力福島第一原発が爆発しましたで予断を許さない事態が
 続き、状況が深刻になるにつれて、前述のように、小田原・箱綴から一気にお客様がいなくなり
 ました。当初は大震災による自粛ムードが原因でしたが、爆発が起きてからは見えない放射能へ
 の恐怖が加わって、「こんなに観光客の姿がない小田原ふ相模は初めてだ」という極限に近い状
 態に陥ってしまいました。箱根の旅館から「キヤンセルが9割にもなって、とてもじゃないけど
 リストラしなければやっていけない」という悲鳴があちこちから聞こえるようになりました。私
 の会社も箱根の入り口に位置するのですが、店はまったくの開店休業状態で、この状況が続いた
 ら会社の存亡に関わると一時は真剣に心配しました。

  そういうなかで、首都圏では東京の水道水から放射性物質のセシウムが検出されたというニュ
 ースがアッという間に広がり、またたく間にペットボトルの水が商店の棚から消えました。小さ
 い子どもがいるおかあさんが困っていると聞いたので、かまぼこをつくるときに使う地下水にセ
 シウムが含まれないことを検査したうえで、駐車場に給本所を設けて無料開放しました。東京か
 らも毎日数百というお客様がわが子のためにと、車にポリバケツを積んで小田原まで水を汲みに
 来ていました。

  そのとき、つくづく思ったのが、普通に街を歩けて、普通に水が飲めて、普通の空気が吸える
 から、人間はおいしいものを食べに行こうとか、そろそろ新しい洋服を買おうとか、箱倶に遊び
 に行こうとなるわけで、いわゆる経済活動の大前提は、普通の安全・安心な暮らしであって、そ
 れなくして経済は成り立たないということです。
  どこからどこまでが安全で、いつからいつまで我慢すればいいというのがまったくわからない、
 絶えず見えない放射能におびえながら暮らしているなかで、GDPがどうとか経済成長がどうと
 かいっても意味がない、いや、そもそも成り立たないと思いました。

  一方、福島第一原発事故と同時進行的に計画停電が行なわれました。私の会社の五場はかまぼ
 こという生ものをつくっていますので、途中でやめるわけにいきません。ある日は午後から電気
 が止まるとなると、朝2時とか3時から始めて昼には仕事を終えなくてはなりません。困ったこ
 とに次の日は午前中に電気が止まるというのです。その目は昼から工場を動かして、深夜までや
 ることになります。そこには働く人がいます。これを続けることはできません。私どもはレスト
 ランもやっていますが、営衷時間だけ電気がくればよいというわけではなく、実際には開店前の
 仕込みという仕事がありますから、結屈二日中電気がないと店は開けられません。

  つくづくと思い知らされたのは、私たちの暮らし、特に経済活動は、電気というエネルギーが
 なくては成り立たないということでした。日本という国は先進国で磐石のエネルギー体制の上に
 立っていて、コスト削減のためだという意識で節電に励みっつも、一方で料金さえ払えばいつで
 も電気はくると思い込んでいたわけですが、ものの見事に足をすくわれた思いでした。わが国の
 エネルギー体制の脆弱さに気づかされたのです。
  原発のことを含め、日本の子不ルギー、特に電力の仕組みに関する本や情報を読みあさりまし
 た、そこには驚くような問題があることがわかってきました。

   ● かまぼこ屋のささやかな挑戦

  夏を迎えて私の地域では15パーセントの節電がいわれ、工場で大目契約をしている私の会社は
 「15パーセントカット」が義務づけられました、そのときに私は社内に宣言しました。
 「15パーセントなんてチャチなこといってないで、もう一声、20パーセントにチャレンジし
 よう」
  なぜ「20パーセント」かというと、当時、原発54基のうち確か17か18基が動いていました。
 そもそも原発は総発電量の3割を占めるということでしたから、稼働している原発の発電量は2
 割に満たないわけです。したがって、お客様にも迷惑をかけずに、社員のクビを切らずに「20
 パーセント」の節電を実現すれば、ごまめの歯ぎしりかもしれませんが、経済をまわすことがで
 き、「うちは原発の電気は要りません」と言えると思ったわけです。

  やってみようということで、実際に節電にチャレンジしました。節電には「ピークをどうしの
 ぐか」ということと「一定期間の積算使用量をどうやって減らすか」という2つの側面がありま
 す。
  時間がありませんでしたので、設備的な改善はほとんどできませんでしたが、運用面で工夫し
 ました。たとえば、かまぽこ工場では、通常1日10ラインを週5H流していたものを、ピークカ
 ットをするために1日7ラインに減らし、その代わり週7日間の稼働にしてみました。減少した
 3ライン分を穴埋めするために日数を増やしたわけです。もちろん、社員は交代でいままでと同
 じ日数の休みをとります。このように生産計画を変更することで、ピークカットはもちろん、よ
 り効率的な工場稼働により、契約電力を下げ、夏場の積算の電力使用量も減らすことができまし
 た。

  また店舗の空調。たとえば、これまでは10機の空調機を同時にスイッチオンとオフを繰り返し
 ていたものを一機ずつタイミングをずらしてオン・オフを調整してみたら、お客様に不快な感じ
 を与えることなく、体感温度の維持ができることがわかりました。結果として、お客様に迷惑を
 かけることなしに節電ができ、真夏の暑い数時間の電力不足から設定された、当時喫緊の課題で
 あったピークカットの目標を達成することができました。
  これまでも、私の会社でも電気料金はコストですから、節電、省子不はやってきたつもりでし
 た。が、まだ甘かった。ほんとうに切羽詰まって本気になれば、まだまだ賢いエネルギーの使い
 方はあるということを実感しました。今後は設備の改善も含めて取り組めば、省エネ、節電の余
 地はもっとあると思っています。その気になれば工夫できることはたくさんあるというのが実感
 で、要は決心二死悟だというのが率直な思いです。

                                     この項つづく 

      
     
No.146

【水素エネルギー篇:高活性窒素酸化物浄化触媒】 

今月7日、産総研らの県有グループは新たに開発したゼオライトの超高速合成法、粉体の微粒子化法
などを組み合わせ、低温から高温までの幅広い温度帯で高い触媒活性と耐久性を示す自動車用窒素酸
化物浄化触媒の開発に成功したことを公表。これにより、低温での活性向上に加え、高温での耐久試
験後もほとんど劣化せず高い活性を維持することから、従来使用できなかった温度帯での使用が可能
となり、自動車の燃費が飛躍的に向上し、また、水素モータ(水素ガスと空気燃料内燃機関)の弱点
をカーバーでき燃料電池だけでなく自動車や航空機のエンジン・タービンなどの排気ガス中の窒素酸
化物の除外が可能となる。

この研究開発の背景には、バスやトラック、乗用車などに対する環境規制は年々厳しくなり、特に窒
素酸化物(NOx)を効率的に浄化する触媒の開発が急務となっていた。自動車の排ガス触媒について
は、三元触媒があるものの、より効率的な運転が可能となる希薄燃焼条件で発生した排ガスでは、酸
素濃度が高くなり触媒として十分に働かないため、新たな触媒(スーパー触媒)が求められていた。
ところで、ゼオライトはシリコンおよびアルミニウムの化合物にアルカリ金属や有機物などを加え、
高温水中で加熱することで合成。得られるゼオライトは、上図1に示すように、シリコン、アルミニ
ウムおよび酸素原子が規則的に配列した骨格構造を持った結晶になっています。本研究では、Na(ナ
トリウム)イオンを用いてNa型ゼオライトを合成した後に、NaイオンとCu(銅)イオンを交換しCu
型ゼオライトとすることで排ガス処理触媒の活性する。Cu型ゼオライトの耐熱性は、この骨格構造内
に形成され残留する構造欠陥に依存し、低温域を含む広範囲温度での触媒活性は、Cuイオンのゼオラ
イト結晶内における分布や存在密度に依存すると考えられる。

 どこが違うのか

これまでのCu型ゼオライト触媒は200℃以下の低温での活性が低く、また高温水蒸気存在下におけ
る耐久試験後には活性が大きく低下していたが、ゼオライト構造の最適化と結晶内の欠陥を極限まで
低減させることにより達成された。また、ゼオライトの合成には、数日から数週間程度かかるのが、
この研究開発では数分から数十分で合成、最も短いもので6秒という超短時間で合成(下図2)。超
短時間合成は、新たに開発した反応物(ゼオライト原料混合物)と高温の水混合させることで高速
昇温を実現する二液混合型流通合成システムにより達成。今回得られたCu型ゼオライト触媒は、これ
らの技術を活かし合成されたNa型ゼオライト(数十分以内で合成可能)にCuイオンを導入することで
調製。さらに、高価な有機物や金属を用いない、または使用量を低減した合成法となっている。

さらに、合成されたゼオライトを適切な粒径に整粒し、活性点を導入することにより初めて触媒とし
て使用できるのだが、シミュレーション・スケールアップ方法とゼオライトの非晶質化を最低限に抑
えた粉体の微細化技術を開発し、細孔容積がほとんど変化しない量産レベルの微粉砕機ビーズミル(
図3)の運転条件を把握。さらに、ミリングにより構造が壊れた部分を再び結晶化させることで自在
に粒径を制御、およびCuイオンを導入するための電荷を供出するAl(アルミニウム)をゼオライトの
骨格から適切に除去し、活性点密度を効果的にコントロールしている。



このように、今回のNEDO先導プログラムにより、自動車用NOx除去触媒(スーパー触媒)の「実用化
に向けた課題」を明確にしたほか、「この課題を解決する方法」にもめどが立ちました。今後は実施
体制を一新し、産業界中心のより強固なチームに編成し直し、実用化に向けた研究を進めるとの方針。

※ 関連特許:特許6236647  アルミナ粒子 国立研究開発法人産業技術総合研究所 他


尚、水素モータによる窒素除去には、触媒反応効率とするか、燃焼混合方法や燃焼室の熱設計などの
工夫で改良など研究する予知あり、従って残件扱いとする。、

【新方式のアレーアンテナ、高精度にビーム走査】

今月6日、三菱電機は高い精度でビーム走査が可能なアレーアンテナ「REESA(リーサ)」を開発し
たことを公表。また、小型・低コスト化も実現。空港レーダーや移動体衛星通信に用いられるアンテ
ナはこれまで、機械駆動式のパラボラアンテナや高周波モジュールを用いたアレーアンテナが一般的
であった。これらのアンテナは形状や重さ、価格や精度などの点で課題であった

今回開発したREESAは、168個の円偏波アンテナ素子で構成。この素子を個別にモーターで回転さ
せると、各アンテナ素子の位相を約2度ステップで制御することができる。この結果、高周波モジュ
ールによるアレーアンテナに比べて、約5~10分の1の位相設定精度でビーム走査を行うことがで
きる。試作したREESAを用いて衛星放送の受信実験を行った結果、BS衛星方向にビームを走査し、放
送映像を映し出せることを確認。

アンテナ素子の給電には、ラジアルライン導波路を用いた。このラジアルライン導波路は、所定の間
隔を空けて配置した2枚の金属板により構成される中空型分配回路となっている。構造がシンプルで
低損失、という特長がある。試作品で特性を評価したところ、12GHz帯で効率85%を達成(一般
的なパラボラアンテナの効率は70%程度)。同社は20年ごろの製品化を目指す。用途は従来の空
港のレーダーや移動体衛星通信に加え、撮影した映像を長距離伝送するドローン装置や工業用マイク
ロ波加熱装置などへの応用も視野に入れる。

 どこが違うのか

● アンテナ素子を個別にモーターで回転させ、高精度なビーム走査を実現

・ 円偏波アンテナ素子を個別にモーターで回転させて位相(電波の山と谷の位置)を制御
・ 位相を約2度刻みで細かく制御できるので、高精度なビーム走査を実現
・ 機械駆動式パラボラアンテナ※6に比べ小型で、高周波モジュールを用いたアレーアンテナに比べ
  安価

 

● 高効率を実現し、低消費電力化に貢献

・ アンテナ素子への給電に低損失な中空型分配回路を採用し、12GHz帯で85%の高効率を実現

 

※ 関連特許

・特開2013-130405  アンテナインピーダンス測定方法、アクティブフェーズドアレーアンテナおよ
          びアンテナシステム
特開2017-055245  送受信モジュールおよびアクティブフェーズドアレーアンテナ

【概要】

簡易な構成によって、スプリアスの発生を抑制することができる送受信モジュールおよびそのような
送受信モジュールを備えるアクティブフェーズドアレーアンテナを提供する。局部発振器11は、外
部から入力される基準信号を逓倍した局部発振信号を生成する。DAC5は、基準信号に基づいて、
決められた周波数及び位相を有する波形のデジタル値を含むデジタル送信信号をアナログ送信信号に
変換する。アップミクサ4は、局部発振信号に基づいて、DAC5から出力される信号をRF周波数
帯の送信信号にアップコンバートする。ダウンミクサ8は、局部発振信号に基づいて、RF周波数帯
の受信信号をダウンコンバートする。ADC9は、基準信号に基づいて、ダウンミクサ8から出力さ
れるアナログ受信信号をサンプリングしてデジタル受信信号に変換する。



・特開2018-011249  通信システム、基地局装置、通信端末装置および通信方法

【概要】

通信端末装置間の干渉を低減して、システム容量を高めるとともに、通信端末装置の移動に伴う通信
性能の低下を抑えることができる通信システムおよび通信方法、ならびに前記通信システムを構成す
る基地局装置および通信端末装置を提供にたたって、通信システムにおいて、基地局1001は、複
数のアンテナ素子で構成されるアレーアンテナ部1002を用いて信号の送受信を行う。基地局10
01は、アレーアンテナ部1002によって、ビーム幅の異なる複数の指向性ビームを形成可能であ
る。基地局1001は、制御部1003およびビーム幅選択部1009によって、各通信端末から与
えられるフィードバック情報に基づいて、各通信端末に対する送受信に用いる指向性ビームのビーム
幅を制御する。


【図16】アレーアンテナ部1002でビームの形成に使用されるアンテナ素子を示す図
【図17】アレーアンテナ部1002でビームの形成に使用されるアンテナ素子を示す図
【図18】多素子アンテナから送信されるビームのメインビームからの角度と動作利得との関係図
【図19】複数の通信端末と基地局との通信に用いられる異なるビーム幅のビームの例を示す図

アレーアンテナは改良予知は大きいように思えるが、開発現場を知らないので、最新技術情報の収集
を継続する。

【植物工場篇:水耕栽培方法】

話は逸れるが、植物工場を全国展開する事業のこととビタミンB1をニンニクでとれないか考えてい
た。前者は、大雪や寒波といった異常気象が日常化する人為的地球温暖化時代対策としての植物工場
のリース事業化で作付けモデリングと規模を決め、生産者(リース先)と相談の上詳細を決定し植物
工場を貸し出しリース料を頂くというビジネスモデル。生産者は、生産物を顧客に販売しビジネスす
つもの。配送は自然エネルギーを使用したトラック、ジェット機を使用し配送する、何だったら配送
は委託させてもよいというもの。それで関連の最新特許事例をを調べていると2件の事例に着目。1
つは「特開2017-85933:水産養殖と植物栽培とを結合する方法及びシステム」でブログでもアイデア
掲載している。2つめは下図の「特開2017-85933:水耕栽培装置および水耕栽培方法」。これもブロ
グでもそのアイデアを掲載している(詳細は下図クリック参照)。

2つめは、植物工場とは関係ない寒さによる抵抗力低下(=免疫力強化)対策の実践だ。免疫力を高
めるには、活性酸素を取のり除く効果の高い抗酸化食品を積極的な摂取が奨励されているが、抗酸化
物質とはビタミンC、ビタミンE、ビタミンB群、β-カロテン、ポリフェノールなどで、野菜や果物に
含まれる。そのなかでニンニクは、アリインというたんばく質が多く含まれていて、アリインが酸素
に触れると、アリシンに変化。アリシンは細胞内に浸透しやすく、酸素と結びつき、細胞膜や遺伝子
の代わりに活性酸素に利用されて体外に排出する。にんにくには、こうした抗酸化作用でがん予防や
免疫強化作用に優れているので、1日1~2かけほどの適量を取ればよいとされる。そのほかバナナ、
カボチャ、ヨーグルト、ブロッコリーなども良いとされるが、過度なストレスは逆に免疫力低下させ
る。大量に摂取するには武田製薬の「アリナミン」で十分だが、値段が高い?1日3錠服用してアリ
ナミンEXプラスαで、約63円、国産ニンニクが1片で約66円、中国産で7円(ただし、1個6片
として経産)。圧倒的に中国産が安い、それでも国産の素性のしれた安いニンニクを購入したい(こ
残件扱い:国産ニンニクの植物工場での低価格化の事業開発)。1片の皮を剥き、ライスペーパーで
はなくチーズペーパーで挟むか、バターやマーガリンででコートし小皿に入れ、電子レンジ(5百ワ
ット)で、ニンニクの急激な揮発が起こらないように気をつけ、2秒加熱→2秒停止→2秒加熱を数
回繰り返す(プログラミング機能があれば助かるのだが)。串で中までホカホカに柔らかくなってい
たら、それを戴く試食を実行。美味しいことを確認。後は1日の摂取量とその効能確認を2週間続け
る(2月20日に中間総括の予定)。経過がよければ、チーズ、バター、電気などの詳細費用を計算
する。

 Feb. 7, 2018



● 5月にケープタウンの水がなくなる

南アの大都市で未曽有の水不足、都市の渇水は世界各地で起きている

 南アフリカ共和国きっての大都市ケープタウン。しかし数カ月後には、その市民400万人は列を作っ
て飲料水の配給
を受けることになるかもしれない。人口増加と記録的な干ばつが、かつてないほど深
刻な渇水危機を引き起こしている。南ア政府は、水道の水が使えなくなる「デイゼロ(Day Zero)」
の到来は避けられない見込みと警告する。デイゼロが来るのは5月11日と予想されており、貯水池
の水量が危険なほど低くなるため、市当局は家庭や商業用の水道を強制的に停止せざるを得ない。ケ
ープタウンのような国際都市で、これほど大規模な断水が起こる事態はほとんど想定されてこなかっ
た。ところが現在、北米、南米、オーストラリア、アジアに至る数々の都市で、深刻な飲料水不足に
陥る危険が高まっている。過剰な開発と人口増加、それに気候変動の影響で、水の利用と供給のバラ
ンスが崩れていることが背景にある。

 ● 今夜の寸評:小さな巨人Ⅱ

日本(では現代は第4次産業革命」の最中にある。 わたし(たち)は、第1次革命は農業革命(焼き畑農業と羊
の去勢)、2次産業革命は工具材料革命(第1.5次産業)、石器・木気・土器(セラミック)・青銅器・鉄器・セラ
ミックスに代表される。第3次革命は活版印刷・製本革命で現在の情報・通信に通じるもの、聖書の普及によ
り、識字率が向上、政教分離が進む。第4次産業は蒸気機関でお馴染みの地下化石燃料革命にあたる。そし
て、第4次革命ががデジタル革命(小さな巨人の進撃)で第4次革命(画像産業・6次産業=農業×工業×サー
ビス産業勃興)というストリームである。

 

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小さな巨人Ⅰ

2018年02月07日 | デジタル革命渦論

 

 

 

                     告子(こくし)    /    孟子    

                                   

            ※ 人間の本性は柳?:告子が言った。「人間の本性は、しなや
             かな柳のようなものだ。そして義という徳は、柳細工のよう
             なものだ。人間の本性で仁義という徳を作るのであって、こ
             れは、柳で細工物を作るようなものだ」孟子は反駁する。「
             あなたは、柳の性質を生かして細工するのか。それとも、柳
             の性質を殺してしまって、細工するのか。もし後者だとすれ
             ば、人を殺してしまってから、仁義という徳を作ることでは
             ないか。あなたのそういう意見が人々をまどわして、仁義を
             ゆがんだ方向に引っぱってしまうのだ」

          〈告子〉 孟子と同時代の人。事績はよくわからない。儒家、墨家
               の学を修めたという。人問の本性は善でも不善でもない
               と主張した。
          〈柳細工〉原文は「桮棬」(はいけん)、柳の枝を絹んで作った器
               である。

          【解説】 これ以下の五章は、性善説をめぐる告子との諭争である。
               人間の本性は善である。この人間性への信頼こそ、孟子
               の人間認識であり、修養諭の根底である。これをくつが
               えされれば、すべてが崩れる。孟子が、読むものに奇異
               の感さえ与えるほど、躍起になって反駁するのも、実は
               そのためである。汲子は巧みなレトリックで告子の矛盾
               を衝いてゆく。しかし仕苦役の論拠が積極的に腰問され
               ていないため、その巧みさも論駁のための論駁という感
               じを免れない。だが、逆に言えば、それだけ必死だった
               のである。 

      
     
No.145

 【ピエゾタイル篇:風圧分布高密度計測センサ薄膜】

今月6日、産総研の研究グループは、フィルムに形成した切り紙構造の動きを利用し、風圧の分布を高
密度に計測→
格子状に並んだ羽根状のフィルムの動きを、印刷法で形成した高感度ひずみセンサで個別
に検出→
低燃費ボディーの開発や姿勢制御技術の高度化など、モビリティー分野での幅広い応用に期待
鳥の翼をヒントに、切り紙構造と印刷技術で風圧分布を可視化の成功を公表。

今回開発したセンサは、単一の樹脂のフィルムを切り紙細工のように加工して小さな羽根状の可動構造
を形成
し、その動きを利用して風圧の分布を計測するものである。風圧に応じて動く羽根状の可動構造
が格子状に並
べることで、フィルムが受ける風圧の分布を個々の可動構造の動きとして捉える。フィル
ムの表面には高感度な
ひずみセンサを印刷形成、可動構造の動きを個別計測。また、印刷法とフィルム
加工製造センサは大面積化が
容易であり、自動車や航空機の低燃費化/姿勢制御の高度化など、モビリ
ティー分野での幅広い応用できる。


また、飛行機が乱気流に突入した時の揺れには誰もが不安や不快感を覚える。こうした乱気流の中でも
安定し
た飛行体勢を維持するために、バイオミメティクスの分野からは鷹やハヤブサなどの鳥類が持つ
風圧検知機能
の模倣が有効である。鳥類は翼の羽根1本1本を使い風を面状に受け、風圧の分布や流入
角度を捉えることで飛行に最適な姿勢を選択。この高度な風圧検知を風圧分布を高密度で計測するセン
サをが必要とする。また、自動車の低燃費ボディーの開発をはじめ各種産業への広い技術応用できるが、
従来の風圧や風速の検出センサは設置された1点のみの計測のため、多点計測には個別のセンサーを並
べ設置する必要があるため高密度分布計測が困難であり、また自動車や飛行機のボディー表面で計測に
は、面形状への設置や大面積化が必要であり、これらを可能にする新たなセンサーデバイスが求められ
ている。

開発したセンサフィルムの拡大写真を上図1(a)に示す。フィルムを切り抜いて空隙部を設けることで、
風を受ける面状の部位が細い柄を介してフィルム本体から突き出た羽根状の構造を形成。この構造は、
面状の部位が圧力を受けると細い柄がたわみ、センサーフィルム本体から独立して動く構造として働く。
この構造をフィルム面内に格子状に配列させることで、鳥の羽根の1本1本と同じように、風圧の分布を
個々の可動構造の動きから計測できる。今回開発したセンサシートでは、厚み50mmのポリエチレンナフ
タレート(PEN)フィルムをレーザーで加工し、図1(a)の羽根状の可動構造を10 mm間隔でX方向、Y方
向にそれぞれ13個ずつ配列させ、169個のセンサを1枚のフィルム内に格子状に形成させる。

風圧による羽根状の可動構造の動きを電気的計測には、可動部表面に生じるひずみ検出することが有効
なものの、従来のひずみセンサは、ひずみにより生じる電気抵抗変化率(ゲージ率)が低く、今回のよ
うに多点ひずみを一括検出の場合、個々の可動構造の変化を正確測定できない。高感度ひずみセンサ用
導電
インクを独自開発。このインクを印刷形成したひずみセンサーは、ひずみに応じて電気抵抗値が極
めて大きく変化する。上図1(c)のグラフの傾きに示されるように、ひずみセンサーの感度の指標とな
るゲージ率は約200で、これは市販の金属箔ひずみゲージの100倍の感度に相当。このひずみセン
サを図1(b)に示すように可動構造たわみ方向に沿わせて形成すると、たわみの大きさに応じて明確な電
気抵抗値の変化が示される。図1(d)のように、風圧検出部単体の風圧による電気抵抗値の変化率は、
風圧を受けていない状態からおよそ200 Paまで連続的に変化し、一般道路を走る自動車の制限速度であ
る時速60 kmで受ける風圧を計測範囲に収める。この風圧検出部の動作を多点で検出するために、タッチ
パネルなどで一般的に用いられる単純マトリクス駆動回路を同一フィルム表面に形成し、これに各ひず
みセンサーを接続。多点計測した場合でも、各センサが示す明確な電気抵抗の変化により、可動構造の
動きを個別に判別可能となる。このように個々の可動構造が風圧に応じて示す動きをひずみセンサを用
いて計測する風圧分布計測用のセンサフィルムを開発する。



このセンサーフィルムは、簡便な手法で製造できる。上図2に示すように単純マトリクスを構成するX電
極線とY電極線、それらの間に挿入されるドット状の絶縁層、そして独自開発した高感度ひずみセンサ用
導電インクのひずみ検出部はいずれもスクリーン印刷形成され、機能層が印刷されたフィルムに、微細
加工用に最適化したレーザー加工を施すことで、ひずみ検出機構と羽根状の可動構造が一体となったセ
ンサフィルムが製造される。これらの工程は全て大気中で行えるため、大掛かりな真空装置を必要とせ
ず。またこの製造工程で用いられる加熱処理は最高130 ℃であり、製造に必要なエネルギーも低く
抑えられる。製造に必要な負荷を設備面、エネルギー面の両面で抑えられ、開発したセンサフィルムは
量産化や大面積化に対応できそうである。

※ 関連特許

・特開2016-174699  ゲームコントローラ 大日本印刷株式会社 
・特開2017-208372  導電パターンの形成方法および電子デバイスの製造方法 DIC株式会社他 
・特開2017-183637  配線基板、配線基板巻回体及び配線基板の製造方法 大日本印刷株式会社
・特開2017-188510  電子デバイス、電子デバイスの製造方法、及び電子デバイスを備える実装基板
          大日本印刷株式会社 

【太陽光を無償設置するPPA事業】

● フリーソーラープロジェクトの普及拡大を後押し

今月1日、NTTスマイルエナジーとデンカシンキは、PPA(Power Purchase Agreement)事業――電気を利
用者に売る電気事業者と発電事業者の間で結ぶ「電力販売契約」――に関してビジネスパートナー契約
を締結したことを公表。デンカシンキが提供する第三者所有モデル「フリーソーラープロジェクト」の
さらなる普及拡大を狙い、NTTスマイルは「エコめがね」の提供に加え、住宅に設置された太陽光発電
システムのオーナーとして参画する。昨今では主に一般住宅を対象として、発電事業者が住宅オーナー
に太陽光発電システムを無償設置し、一定期間内は発電事業者がシステムを所有し売電収入を得るとい
う「第三者所有モデル」の普及が進んでいる。第三者所有モデルでは、一定期間内は住宅オーナーが余
剰電力の売電ができないなどの制限はあるが、住宅オーナーは次のようなメリットがある

・初期費用の負担なしで自宅に太陽光発電システムが設置できる
・一定期間利用後に、設置された太陽光システムが無償譲渡される
・災害時に非常用電源として利用できる

デンカシンキが提供する第三者所有モデルの住宅向け太陽光発電サービス「フリーソーラープロジェク
ト」は、一般的な従来の第三者所有モデルと比較して、設備譲渡までの期間が短くなるメリットがある。
無償で太陽光発電を設置、“発電払い”で需要家の負担ゼロ)。同社の試算では、設置から8~9年程
度で住宅オーナーに譲渡できる見込み。このフリーソーラープロジェクトでは、NTTスマイルエナジー
は既にPPA専用の「エコめがね」を提供していた。中国のOEMメーカーや個人投資家などからの出資を
集めデンカシンキは提案開始から約1年で600件程度の住宅オーナーと契約したとするが、本プロジェク
トのさらなる普及拡大のため、NTTスマイルエナジーは発電事業者としてシステムのオーナー兼投資家に
参画することを決定。オーナーとして参画するにあたり、NTTスマイルエナジーの資金調達は「NTTグル
ープとして数十億円程度を調達する」(NTTスマイルエナジー社長 小鶴慎吾氏)として、エコめがねの
拡販と売電収入の両面から投資回収を狙う。さらに、本プロジェクトの全国展開に向けて取り組むとし
ており、目標件数については「2018年度半ばをめどに早期1,000件を目指している。

 

  

 ❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.1

   ● 東日本大震災から学んだこと

  2011年3月11日、大震災が東北を襲ったそのとき、私は小田原箱根商工会議所で次の会議
 が始まるのを待っていました。激しい揺れが収まり、テレビのスイッチを入れると、津波が街をの
 み込んでいく映像が映し出されました。被災地には私が日本商工会議所青年部の会長のときに知り
 合った友人が多数います。そうした仲問たちの顔が一つひとつ浮かんできました。携帯電話で安否
 を確認しようとしても、まったくつながりません。急いで会社へ戻り、情報のネットワークをつく
 ろうと被災地以外の商工会議所青年部時代の友人に連絡をとりました。そうこうしているうちに、
 青年部時代の仲間のなかから鉄砲玉みたいな人間が現れて、翌朝、トラックに救援物資を積めるだ
 け積み込んで被災地に向かって出発しました。彼らが直接安否を確認して連絡してきてくれたおか
 げで青年部時代の仲間の生存が次々に判明していきました。

  そんな仲間の一人、気仙沼の坂井政行さんとのことをお話しします。坂井さんは私か全国の会長
 を務めた2003年度に東北地区大会の責任者を務めていただいた関係で2年ほど行動を共にした
 かけがえのない友人の一人です。彼の商売はクリーニング屋さんでした。海際の工業地帯にあるお
 店と工場と自宅が一つになった建物は津波ですべて流され、間一髪、奥さんと身一つで逃れて、高
 台にあったため避難所になっていた気仙沼高校に避難し、その避難所のリーダーをやっていること
 がわかりました。ようやく坂井さんと携帯電話がつながりました。

 「何か欲しい?」
 「何もないから何でもよい,とりあえず食い物が欲しい」
 「じゃあ、かまぼこだったらすぐに送れるから、どこへ送ったらいい?」
 「災害対策本部にだけは送らないでくれないか」

  災害対策本部に送られてしまうと荷物が出てこなくなってしまうからだというのです。私も現地
 の対策本部に何度か足を運びましたが、1カ月後でもまだ救援物資が臨時の倉庫に山積みのままと
 いうところが多かったことを覚えています。通常の災害と違って東日本大震災の被害の規模がいか
 に大きかったかを物語る話だと思います。そこで彼の言葉に従って、かまぼこをトラックに祓せて、
 気仙沼高校、坂井政行宛に送り続けました。その後も彼と連絡を取りながら、物資を送り続けてい
 ると、必要なものがどんどん変わっていくのがわかりました。食べ物の次は靴が欲しいというわけ
 です、まったく私の発想にはないことでしたが、考えてみれば、びしょ溢れになって逃げて、食べ
 物が間に合ったとなれば次に必要になるのは動きまわるための靴だというのが当然のなりゆきでし
 た。

  テレビで見ている限り、報道ではどこの週難所にも食べ物は行き渡っているように受け取れまし

 たが、実際には、坂井さんのところは間に合っていても、まだまだ行き渡っていない週難所がいく
 らでもあるというのが現実でした。それどころか彼のまわりには、行政が把握していないような避
 難所が何十ヵ所もあるというではありませんか。彼は自分白身もたいへんな状況なのに、できる限
 りそのような週報所にも物資を配るように努力すると言ってくれました。

 「じゃあ、食べ物はまだまだ要るよね」

  私はマスコミの報道に惑わされることなく食べ物を送り続けました、
  東日本大震災の救援活動を通じて強く思ったことは、私と彼の間に顔の見える関係がな甘、ひま
 ぽこ屋がヱネルキーのことを可えたのひなければ、こうはいかなかっただろうということです。テ
 レビを見ながら義援金を送ったり、救援物資を市役所に持ち込んだり、災害対策本部宛に送ったり
 などしていたのでは、自分が送った救援物資が役立ったかどうかもわからなかったと思います。中
 央集権的な仕組みは平時は効率よく勤くのでしょうが、ひとたび事が起きてしまうとシステムその
 ものがマヒしてしまうということもよくわかりました。

  そこでものをいうのは、「分散型・独立型・直接型」の仕組みです。中央集権型と分散型の両方
 の仕組みがないと、いろいろな状況には対応できないということを身をもって知りました。そして、
 いくらよい仕組みをつくっても、そこに人と人との顔の見える関係がないと、その仕組みはきちん
 と機能しないということがわかったのでした。
  顔の見える関係という意味で、実に得がたい教訓を得た出来事がありました。テレビなどで見か
 けるのは、被災者の皆さんがプライバシーのない避難所で冷たいおにぎりを食べ、風呂にも入れず、
 板の床に横になっている姿でした。他方、温泉のある箱根のホテルはキャンセル続きで、がら空き
 です。経営者はこのままだとパートさんのクビを切らないとやっていけなくなるという状態でした。
 私が素人考えで思ったのは、「一方に寒さで震えている人がいて、他方で部屋が空いて困っている
 なら、こっちへ来てもらえばいいじゃないか」ということでした。寒い避難所から暖かい箱倶に来
 てもらって温かいご飯を食べて、熟い温泉につかりながら1週間もすごしたら、元気を取り戻して
 くれるのではないかと単純に考えたわけです。

  すぐに小田原の市長さんと箱根の吋長さんと箱根の旅館組合の組合長さんのところへお願いに行
 き「受け入れ態勢をつくりませんか」と相談を持ちかけました。調べてみると、災害対策基本法に
 いい方法があることがわかりました。避難民に対して国から1泊5000円の補助金が出るという
 のです。いろいろと議論して計画を練り上げた結果、当座、箱根町が補助を肩代わりし、旅館組合
 も5000円でも入ればパートさんをクビにしないですむというので、まず700人の受け入れ態
 勢を整えてくれました。小田原市は被災地まで送迎のバスを手配してくれることになりました。私
 はその計画の情報を現地の避難所に流したのです。私のイメージでは町内会の旅行みたいにバスを
 2、3台連ね、まとめて送迎するはずでした。ところが、実績はゼロで終わってしまったのです。

  この失敗から私が個人的に学んだことは、気仙沼にしても石巻にしてもほかの被災地にしても、
 箱根は遠い場所です。そのうえ、行ったこともない、知った人もいない、そんなところには来ない
 ということでした。実際には群馬県の片品村へは行っているわけですから、そこよりも遠い箱根で
 あっても、だれかさんを普段から知っているという関係があれば、安心して来てもらえたのではな
 いかと思いました。どんなにいい仕組みをつくっても、顔の見える関係が伴わなければ、人は動か
 ず仕組みは役に立たないということを思い知らされました。
  顔の見える人と人のつながりがいかに大切か。そういうことまでわれわれは、あまりにも他人任
 せにしすぎたのではないか、これからは顔の見える仕組みを自分たちでつくっていかなければなら
 ない私はそれを痛感しました。

                             『エネルギーから経済を考える』


尚、本書は2013年11月1日発行「エネルギーから経済を考える」を新書判にしたもので、内容は
発行当時のものです。

                                       この項つづく 

 

● 事件背景と告発の意味 Ⅷ

 第2章 信教の自由・プライバシーと監視社会-テロ対策を改めて考える  

    第4節 流出資料で見る警備公安警察の監視の実態

  続いて下資料3は、都内にあるモスクの場所や代表者などを一覧表にまとめたものです。を見ると、
 モスクの設立年月日といった基礎的データのほか、モスクに出入りしている人の特徴、国籍、礼拝
 への参加者数、さらにはモスクの銀行口座までが記載されていて、違法に近い手段も駆使してモス
 クを日常的に徹底監視していることが浮かびあがります。 

 

 次の資料が「要警戒対象視察結果報告」、いわゆる尾行に関する記録です(資料4)。が「要警戒」
 と一方的に見定めたムスリムをどのように追いかけまわしていたかがわかります。たとえば、ここ
 にあるように、朝八時から「マルタイ=要警戒対象」の一視察」を開始し、居室のカーテンがどう
 なっているか、電灯はどうか、そして外出すると終日、すべての行動を尾行した結果が記録されま
 す。セブンーイレブンに入って何を買い物したがとか、飲食店で誰と接触したかといったことまで
 事緬かに報告され、「マルタイ」と接触した人物が何者かもやはり徹底的に調べ上げる。必要があ
 れば、接触者にも二四時間体制の尾行がついていることがうかがわれます。


  これらはいずれも日本の公安警察組織が左翼勢力を監視する際に使っていた手段であり、それら
 を駆使してムスリムたちを徹底的に監視しているわけです。


   第5節 ヨーロッパにおける監視捜査の状況


  個人情報の収集に関してヨーロッパとアメリカでは基礎となる考え方が異なります。それは
プラ
 イバシー権が発展してきた歴史が異なるためです.アメリカのプライバシーはアメリカ合
衆国憲法
 修正4条とともに発展してきました。修正4条は日本国憲法35条と類似した条文
で、主に住居の
 不可侵をうたったものです。無限定な捜索や差押を禁止し、特定の容疑と結び
付いた令状に基づく
 捜査を原則としています。

  そして判例法の発展とともに、住居などの閉鎖的な空間でなくとも、プライバシーの合理的な期
 待が及ぶ状況であれば、修正4条の理念が適用されるとして、通信の秘密などに厳格な保
護が及ぶ
 ようになっていきます。

  他方、ヨーロッパでは主にナチスードイツのポロコーストに対する反省が基礎とされています。
  ナチスはひとりひとりの個人情報を収集し、分析することでユダヤ人かどうかの選別を行
いまし
 た。国家権力が市民の個人情報を収集し、それが濫用された場合に最悪の結末が訪れる
という強烈
 な体験が土台にあります。そのため、EUでは国家が個人情報を収集すること自体
を厳格に制限し
 ています。

  このように国家による監視、個人情報の収集という現象に関して、ヨーロッパとアメリカでは状
 況が異なることを前提に宮下氏の説明を伺います。

                   
ナチスのユダヤ人大量虐殺を可能にしたものは

 
井桁:これまでのお話を踏まえて世界全体の監視の実情についてお話しいただけますか。

 宮下:2013年6月7日、スノーデン事件の直後ですけれども、オバマ大統領有時)が次の
よう
 な演説をしました。「100パーセントの安全と100パーセントのプライバシーを何の苦
労もな
 く持つことはできないと認識することが重要である」(14)

  みなさんがこの国を守らなければならない、そのような立場に立てばやはりテロ対策なり情報収
 集は必要となります。同時にテロと何の関係もない一般市民のプライバシー情報を無断で
収集する
 こともやはり許されないことです。

  昨年(2015年)靖國神社のとある公衆トイレで爆破事件が起きました。公衆トイレは危な
 場所であるとして、全国の公衆トイレに監視カメラをつけるとしたら賛成するでしょうか。

  このように、いくら監視をしてもテロを防げるかどうかはわからない。他方で監視をすればプ
 イバシーの侵害が起こってしまう。このことを議論の出発点としなければなりません。

  先月(2016年.5月)までベルギーのブリュッセル自由大学で研究をしておりました。テロ
 の
後、EU諸国でどのような対策が練られているのでしょうか。EUの各国首脳が集まるEU本
 では、「イスラム教徒はテロリストではない」というメッセージを発信しております。ごくご
く当
 たり前のメッセージです。しかし、このごくごく当たり前のことが共有できていないというのが、
 監視の現状なわけです。

  私はボーランドのワルシャワに国際会議で行ったことがあります。その際、ポーランドのアウシ
 ュビッツ収容所に行きました。広島よりも長崎よりも小さいこの場所で、100万人殺害されまし
 た。75年前の話です。携帯電話もパソコンもなかった時代、なぜ100万人をここに集めること
 ができたのでしょうか。それはナチスの監視によるものです。どのような監視をナチスは行ってき
 たのでしょうか。
  そうです、個人情報の収集です。ナチスがやったのは、ヨーロッパ全土を逃げ回るユダヤ人の個
 人情報を収集して、目の色、肌の色、髪の色、話す言語などの個人情報を、80項目に分類してパ
 ンチカードを使ってひとつひとつの項目に穴を開けて管理することでした。IBMのパンチカード
 カードです(15)。このような形でユダヤ火100万人が集められて、そして殺された。こうした
 監視という事態が、今現在スマートフォンによって同じように起きています。この手口はナチスの
 手口と非常によく似ていると思います。 

注(14)オバマ大統領はテロ対策とプライバシーに関する議論は望ましいし、民主々義にとって必要
だと述べたうえて、社会として選択をしなければならないと述べています。「ニューヨークタイム
紙」の解説記雅はこちらです。http://www.nytimes.com/2013/06/08/us/nationa1‐securicy‐agency‐surveihn-
ce.html
 発許の全文はこちらで読むことができます。http://blogs.wsj.com/washwire/2013/06/07/transcript-wha
t-obama-said-on
-nsa-contriversy/
注(15) IBMが国勢調査データを処理する目的で開発したホレリス機器を用いることにより、手作業
の数十倍
の速度でユダヤ人に関する個人情報の仕分け、管理が吋能となったとされています.ナチス
は国勢調査の以
回報をもとに、ドイツに居住するすべてのユダヤ大作記溥を作成し、その陵その登記
簿はヨーロッパ全土を対
象とするものへと拡大しました。ヨーロッパではナチスによるポロコースト
の反皆から、国家曜力が個人防報を
管理すること自体を基本権に対する侵害としてとらえる傾向にあ
ります。

                                      この項つづく

 Feb. 06, 2017

● 電動バイク MotoGPプロモーター2019年スタート

モトグランプリにも再エネの流れが加速している(決定との情報は未確認)。


Sep. 14, 2017


 Feb. 6, 2018

● 今夜の寸評:小さな巨人

NHKのあさイチで「早朝高血圧」のことが放映されていたが、ウエアラブルな血圧計が市場にでまわっ
ていないかネット検索をするが、カウスレス(スリーブレス:袖無し)型の血圧計は海外メーカのみの
ようだが、測定値の精度には問題がありそうだが、いずれこのタイプに集約されていくだろ(利便性的
側面で:下図参照)。なにせ、釈迦の唯我独尊、アドホックなキルケゴールのごときシームレスでいて
ボーダレス、デフレーション、ダウンサイジング、イレージングでエクスパンション な”小さな巨人”
のデジタル革命の基本特性を踏まえれば、それは自明だろう。 

  

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高品位パワー半導体時代

2018年02月02日 | デジタル革命渦論

 

                   万章篇(ぱんしよう)    /    孟子    

                                  
   
        ※ 贈 り 物:万章が孟子にたずねた。「人と交わるにはどんな心構えが
         必要でしょうか」
「謙虚であることだね」
         「人から物を贈られて、それを押し返すのは謙虚でないといわれてい
         ますが、なぜでしょうか」

         「目上の人から贈られたのに、その贈り物が、不義によって俑けたもの
         かどうか詮索してから受けと
るとしたら、謙虚であるとはいえまい。だ
         から押し返さないのだ」

         「では、心の中では、不義なやり方で人民から取りあげたものだからと
         拒絶する。しかしあからさま
には断わらずに、他のことにかこつけて受
         けとらないようにする、これではいけませんか」

         「相手が道にかない、礼に則って交際を求めてきたのなら、孔子でもや
         はり贈り物を受けとったものだ」
         
「かりに城門のはずれで追い剥ぎをしてき記男でも、道とってよいので
         すか」
「それはいけない。書経の康浩篇にも『人を殺して物を奪いなが
         ら、罪の意識もなく死刑を恐れない者は、すべての民に憎まれる』とい
         っている。こんな奴は教化するまでもなく、死刑にすべきだ。贈り物な
         ど受けとれるものか」

         「いまの諸侯はまるで追い剥ぎのように、人民の財物を取りあげていま
         す。それなのに礼をつくして交際を求めてくれば、君子もそれを受ける
         とおっしゃるのは、いったいどういうわけですか」
         「ここに真の王者が現われたとしよう。この王者は、いまの諸侯が追い
         剥ぎ同然だからといって、片っぱしから死刑にすると思うかね。それと
         もまず教化して、見込みがないとわかってから死刑にすると思うかね。
         大体、他人の持ち物を取ったからといって、すぐ盗人ときめつけるのは、
         あまりにも極端すぎはしないかな。孔子は魯の国に仕えていたころ、魯
         の国の人々が狩猟の獲物を奪いあう催しをするときには、自分も参加し
         た。こんなことでさえ古い風習として許されるのだ。贈り物を受けとる
         くらいはかまわない」

         「孔子が仕えたのは、道を行なうためではなかったのですか」
         「道を行なうためだった」

         「ではなぜ獲物の奪いあいなどに参加されたのですか」
         「孔子はまず乱れていた祭器を正しく改め、むやみに供え物をしないで
         すむようにした。そして、供え物の獲物の奪いあいなどが、おのずと止
         むように努めたのだ」
         「どうして、そんな国を去らなかったのでしょう」
         「孔子は、まず正しい道が行なわれるきっかけをつくろうとしたのだ。
         きっかけをつくっても、道が行なわれないようであれば、はじめてその
         国を去った。だから同じ国にまる三年といなかったわけだ。孔子は三通
         りの仕え方をした。自分の理想が実現される可能性があれば仕える、礼
         儀正しく待遇されれば仕える。国君に賢人として敬われれば仕える、こ
         の三つだ。魯の季拍子には、理想が実現されそうだとみて仕えた。衛の
         霊公には、礼儀正しく待遇されたので仕えた。衛の孝公には、賢人とし
         て敬われたので仕えたのだ」

         〈狩猟の指物を奪いあう〉原文は「猟較」で、狩りの獲物をくらべあい、
         多いものが少ないものの獲物を奪って先祖の祭祀の供物にする風習。

         【解説】まるで強盗のように苛酷な徴税を行なう為政者――純真一途な
         万章がいきりたつのも無理はない。しかし孟子は誰々と敦えるのだ。理
         想を守りながら、しかも気長に現実を変えていかればならぬ。憩いも甘
         いも順みわけたあとの、老成した孟子の姿がうかがえる。 

 Sep. 29, 2016 

      
     
No.141

 

【省エネ事業篇:世界最高の定格出力密度パワー半導体モジュール】

● 出力密度はシリコン系比1.8倍、電力損失3分の1

先月31日、三菱電機は、ダイオードを内蔵したSiC(炭化ケイ素)によるMOSFETを使用し、6.5kV
圧のパワー半導体モジュールを開発したことを公表。これによりパワー半導体モジュールとして世界
最高の定格出力密度を実現。
6.5kV耐圧は、シリコン(Si)を用いたパワー半導体モジュールの最高耐
圧とされる。今回の成果により、ダイオード、トランジスタの双方をSiCデバイスで構成するフルSiC
パワー半導体モジュール
で、Siパワー半導体モジュールがカバーしてきた領域全て対応可能となる。

開発したパワー半導体モジュールは、新たに開発したダイオードをSiC-MOSFETに内蔵した1チップ
デバイスを採用している。これにより、従来のダイオードとMOSFETによる2チップ構成時に比べチッ
プ面積が半減した。ダイオード内蔵SiC-MOSFETチップの発熱対策として部材メーカー4社と連携し
優れた熱伝導性と耐熱性を兼ね備えた絶縁基板と、信頼性の高い接合技術を開発。高い放熱性と高耐
圧を備えながらパッケージを小型化に成功。その結果、定格出力密度は、Siパワー半導体モジュール
の1.8倍に相当する9.3kVA/cm3を実現。なおパッケージは、「HV100パッケージ」と互換を持つ。

 

開発品の電力損失は、Siパワー半導体モジュール比3分の1。動作周波数もSiパワー半導体モジュー
ルの4倍まで高められるという。
三菱電機は高耐圧フルSiCパワー半導体モジュールとして2013
年に3.3kV品を開発。開発した6.5kV品によりこれまで3.3kVのフルSiCパワー半導体モジュールを2つ
直列につないでいた回路を1つに置き換えることができ、パワーエレクトロニクス機器の回路構成を
簡素化。スイッチング損失の大幅低減、高周波動作対応により、パワーエレクトロニクス機器の省エ
ネ、周辺部品の小型化も実現できる。今後、要素技術の改善や信頼性評価を進め、鉄道や電力などの
パワーエレクトロニクス機器への搭載を目指す。 

尚、今回の6.5kV耐圧フルSiCパワー半導体モジュールの開発は、新エネルギー・産業技術総合開発機
構(NEDO)の助成を受け実施されたもの。同開発には、三菱電機の他、DOWAエレクトロニクス、三
菱マテリアル、デンカ、日本ファインセラミックス、東京工業大学、芝浦工業大学、九州工業大学、
産業技術総合研究所が参画。

 

【概要】

近年、電力用半導体装置は、一般産業用、電鉄用のみならず車載用にも広く使用されるようになって
きた。自動車では、限られたスペースの中で各部品を小型化することが車両性能に直結することから
、特に車載用の電力用半導体装置では、その小型化が求められている。また、一般的に、電力用半導
体装置では、その高出力密度化が求められている。電力用半導体装置の高出力密度化、具体的には半
導体素子の高電流密度化に伴って、半導体素子の通電時の温度も上昇する。そこで、車載用の電力用
半導体装置では、1つ以上の半導体素子を含む半導体モジュールの下面にはんだ材を介してヒートシ
ンクを取り付け、放熱性の向上を図っている。一般に、はんだ材を溶融させる方法として、❶誘導加
熱、❷レーザ光が使用されており、はんだ材などの導電性接合材を加熱する方法には、❶、❷の他、
❸赤外線を用いた輻射熱を用いている。ヒートシンクの上に導電性接合材を介して半導体モジュール
を配置し、赤外線を照射して導電性接合材を加熱する場合、ヒートシンクの表面に温度のばらつきが
生じると、形成される導電性接合層の質が低下し、ヒートシンクと半導体モジュールとの接合部の信
頼性が低下するという問題がある。特に、車載用の電力用半導体装置では、ヒートシンクの表面の面
積が大きくなるため、この問題が顕著になる。上述のような課題を解決に、導電性接合層を介してヒ
ートシンクに接合された半導体モジュールを備えた電力用半導体装置において、接合部の信頼性を従
来技術よりも向上させることを課題とする。このように、導電性接合層を介してヒートシンクに接合
された半導体モジュールを備えた電力用半導体装置において、接合部の信頼性を従来技術よりも向上
するには、下図4のごとく、電力用半導体装置は、表面120および裏面130を有するヒートシン
ク110と、導電性接合材61を介してヒートシンク110の表面120に接合された半導体モジュ
ール101~103と、を備えている。ヒートシンク110の裏面130には、所定波長の赤外線に
対して第1放射率を有する第1面部131と、所定波長の赤外線に対して第1放射率より小さい第2
放射率を有する平滑な第2面部132とが設けられている。ヒートシンク110の表面120には、
温度監視用の高放射率部121が設けらることで、ヒートシンクの表面に温度監視用の高放射率部が
設けられていることにより、高質の導電性接合層を設けることができ、これにより、接合部の信頼性
を向上させる。 

【関連特許事例】

❏ 特開2017-228713 電力用半導体装置および電力用半導体装置の製造方法

Dec. 28, 2017
【符号の説明】

10  基板、  21,22  半導体素子、  30  第1主端子、  40  第2主端子、  51~55 
主回路配線、  61~64  第1から第4接合層、  70  枠部材、  80  制御端子、  101~
106  半導体モジュール、  110  ヒートシンク、  111  天板、  112  放熱フィン、 
113  冷媒ジャケット、  114  入口部、  115  出口部、  120  (ヒートシンクの)表
面、  121  高放射率部、  130  (ヒートシンクの)裏面、  131  第1面部、  132 
第2面部、  210  放射温度計、  220  制御装置、  230  赤外線ヒータ装置、  231 
棒ヒータ、  232  赤外線、  310  リアクトル、  320  ステップダウンコンバータ、 
1000  電力用半導体装置

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置の半導体モジュールを示す斜視図
【図3】本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置の半導体モジュールの一部を示す斜視図
【図4】本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置を示す側面図 
【図5】図3のA-A線断面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る電力用半導体装置が構成するインバータ回路を示す図


【図7】本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置の製造方法を示すフローチャート
【図8】本発明の実施の形態1に係る電力用半導体装置の製造方法を示す図


【図9】本発明の実施の形態5に係る電力用半導体装置を示す斜視図
【図10】本発明の実施の形態5に係る電力用半導体装置を示す側面図


※ パワーエレクトロニクス(power electronics)は、電力用半導体素子を用いた電力変換、電力開閉
  
に関する技術を扱う工学である。 広義では、電力変換と制御を中心とした応用システム全般の
  技
術とも言える。1957年、ゼネラル・エレクトリック社によって開発されたサイリスタの登場以
  後、それまでの回転機や磁気、液体、気体などを用いたものと変わって、固体の半導体素子によ
  る電力変換、電力開閉技術が発展した。1969年、ゼネラル・エレクトリックのハーバート・スト
  ームがIEEE(アメリカの電気電子学会)の雑誌『スペクトラム』の記事で固体パワーエレクトロ
  ニクスという用語を用いてその定義を説明した。また1973年、ウェスティングハウス社のウィリ
  アム・ニューウェルによって「パワー(電気・電力・電力機器)と、エレクトロニクス(電子・
  回路・半導体)と、コントロール(制御)を融合した学際的分野」と図を用いて説明された。代
  表的な技術例として、交流から直流に変換する順変換器(整流器)、直流を交流に変換する逆変
  換器(インバータ)などの半導体電力変換装置が挙げられる。 またその利用例として、発電や
  送電などの電力分野、回転機・ファン・ポンプ・ブロアなどを利用する産業分野、通信システム
  や工場などの電源装置、電車の駆動・変電などの電気鉄道分野、自動車、家庭用電化製品など非
  常に幅広く使用されている。

● パワーデバイス2017 パワーデバイス業界に3つの動き




 Mar. 21, 2017

このようにパワーエレクトロニクス技術&市場は、『デジタル革命基本則』に従いにフルスロットル
で飛躍して
いく。間違いない。

【小型・低消費電力・廉価な汎用型高性能計測器技術】

2月1日、産業技術総合研究所の研究グループは、超伝導検出器に1本の読出線上に従来の5倍とな
る1000画素以上の信号を載せ、高性能計測器の小型化・低消費電力化・低廉化に向け、超伝導検出器
用の信号読出回路の開発に成功。これにより、 周波数変換の工夫で1本の読出配線上へ多重化でき
る信号数を増やし、大幅な多画素化を可能となることで、室温検出器を凌駕する性能で、分析電子顕
微鏡、光子顕微鏡、放射線分光器などへの応用の道が拓かれた。

超伝導検出器は、低周波磁界、ミリ波からX線・ガンマ線までの電磁波やエネルギー粒子を低雑音で
検出でき、室温動作の半導体検出器などを凌駕するので、脳磁計、心磁計、分析電子顕微鏡、天文観
測用受信器などで用いられているが、室温検出器に比べ、受光面積が2~3桁小さく、入射信号の検
出効率が2~3桁低い。このため少数の画素を走査しながらの撮像(イメージング)となり、一般に
室温検出器に比べて、測定時間が2桁程度長くなる。これらの問題を解決するには検出器の多画素化が
必要とされる。

しかし、高速信号をリアルタイムに読出せるように、極低温に置かれた多画素検出器と室温の信号処
理装置をつなぐ配線を増やし、これを並列接続し画素数を増やすと、配線経由の流入熱が増える(図
1:点線a)。このため極低温冷凍機の強化(大型化または多数化)が必要となり、検出器システム
の大型化により、消費電力が増加し、価格も上昇。さらに、極低温下で、複数の画素信号を画素ごと
に異なる周波数に変換して多重化して配線数を減らす超伝導周波数多重読出回路も研究されてきたが
従来技術では、1本あたり1000以上の多画素化は困難であった。

超伝導検出器も1000画素集められれば、市販半導体検出器と同等の受光面積が可能となり、同一測定
時間での比較で、遥かに優れた分光性能が実現できる。これにより、例えば、材料評価用の分析器の
革新的目標である、高い物質同定能力と高いスループット(単位時間あたりのデータ処理能力)の両
立が期待されている。


図2(b)で模式的に示した新規多重読出回路の具体的構成を図3に示す。この読出回路は、図の中央に
四角型点線で囲んだ極低温回路と、その外側の複数(N個)の室温処理装置から成る。室温処理装置
に設置されたN個の任意波形発生器群で、それぞれM個の異なる種類の低周波信号を発生させ、各信号
を周波数上方変換器群でマイクロ波に変換する。さらに超伝導検出器に接続された超伝導多重化チッ
プ内で、このN×M個の種類のマイクロ波信号の振幅と周波数を、各画素からの信号の大きさに基づい
変調させる。この2段階の多重化により、全画素からの信号をすべて異なる周波数のマイクロ波信
に変換できるので、1本の配線を通してマイクロ波信号を 極低温回路に導入するとともに、1本
読出線で全信号を室温側に取り出すことができる。

取り出された信号は、室温処理装置群の周波数下方変換器群とAD変換器群で低周波のデジタル信号に
変換され、パソコンに取り込まれる。この方式で当初問題となった室温処理装置間の信号の干渉は周
波数特性を選んだフィルタ群を用いることで防止できた。その結果、低周波-マイクロ波間の周波数変
換での、隣接する基準周波数の間隔を減少させ、1本の読出線上に多重化する画素数を増大できるこ
とを、世界で初めて明らかにした。さらに、この方式の試作として、1台の極低温冷却装置に実装さ
れた極低温回路、2台の室温信号処理装置、これらの間を接続する配線から成る、最も基本的な試験
装置を製作し、正常動作することを確認するとともに、読出回路として重要な、雑音や画素間クロス
トークの少なさが従来法に劣らないことを実証する。またひとつ世界初の成果が発信されることとな
った。何とも頼もしい限りではないか。面白い。



● 今夜の寸評:コインチェックの「NEM」不正流出問題

仮想通貨取引所大手コインチェックによる、約580億円相当の仮想通貨「NEM」の不正流出から1週間
が経過、本日金融庁によるコインチェックへの立ち入り調査が開始された。かって新自由主義のグロ
ーバリズムをわたし(たち)は英米流金融資本主義の社会行動形態として捉え動向を注視、今回は、
日本流金融資本主義的な仮想通貨の社会行動形態とし捉え動向を注視している。"弱肉強食"的側面を
排除できれば大きく成長できるのではと考えている。

n  

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キャサリンが似合うキョドコ

2018年01月27日 | デジタル革命渦論

 

                   万章篇(ぱんしよう)    /    孟子    

                                  
   
        ※ 誰の客になるかを見よ:万章が孟子にたずねた。「孔子は衛では灉
         痘(ようそ)の客となり、斉では宦官の瘠環(せきかん)の客とな
         った。こんなことを言う者がありますが、ほんとうでしょうか」
         孟子は言下に否定した。

         「いや、それは事実に反する。ためにする者の作り話だ。孔子が衛
         で身を寄せたのは、賢者として知られる顔讎由(がんしゅう)のと
         ころだ。その折、こんなことがあった。ゴマスリひとって衛君の側
         近におさまった弥予瑕(びしか)、これと子路とは妻君同士が姉妹
         だ。そこで弥予瑕が子路に、孔子が自分の客になれば大臣にしてや
         ることもできる、と言った。

         子路はさっそく孔子に伝えた。すると孔子はただひとこと、『天命
         に従うのみ』と答えた。孔子は、出処進退いずれに際しても、礼と
         義を踏みはずすことはなかった。官位を得るか得ないか、それを決
         めるのは天命だけだ、と答えたのも、灉疸とか瘠環の客になれば、
         礼義も天命もともにないがしろにすることになるからだ。

         孔子は魯でも衛でも歓迎されなかった。宋では軍事長官桓魋(かん
         たい)の待ち伏せにあい、あやうく殺されるところだった。このと
         きは、庶民の姿に身をやつして辛うじて危機を脱したものだ。しか
         し、そんな災難にあいながらも、陳に入れば、陳候周の家臣で、や
         はり賢者の司城貞子(しじょうていし)のところに身を寄せた。
         内の人物を判断するには誰を客に
するかを見よ、外来の人物を判断
         するには誰の客になるかを見よ
、とはむかしからいわれることだ。
         もし、孔子が灉痘とか瘠環の客になるようなら、孔子の孔子たるゆ
         えんがなくなってしまう。そんなばかなことがあるわけはない」

         〈灉疸〉 灉も疸も腫物のこと。したがって腫物を洽す医者、外科
              医というほどの意である。趙岐、朱子は、雲公の寵臣と
              注しているが、諸説あってはっきりしない。
         〈瘠環〉 瘠が姓、環が名。
         〈衛君 弥子瑕〉 衛君は衛の霊公のこと。弥子瑕はその寵臣。
         〈予防〉 孔子より七歳年少で、弟子の中の長老。 

       
     
No.138

【サーモタイル事業篇:高出力フレキシブル熱電モジュール】

 

1月23日、産総研らの研究グループは、湾曲熱源に適用可能な、温度差70 ℃で87mW/cm2の高出
力フレキシブル熱電モジュールを開発。ビスマス・テルル材の発電性能を従来比1.5倍に高め、その
大量生産が可能な製造プロセスを確立、曲面などさまざまな場所への設置を容易にし、廃熱(未利用熱)
を活用した発電の用途拡大に道を拓く。

熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電モジュールを用いて、身の回りの廃熱(未利用熱)を活
用する発電が期待されているが、セラミックス基板に熱電材料を実装した従来の平面型熱電モジュール
は、基板が固くて曲がらないため、排熱源の多くを占める配管などの熱が効率よく伝わらず、モジュー
ルの熱回収効率が低いという課題があった。そこで三者は、曲面にも設置できるよう、フレキシブル基
板と、以前から電子冷却用の素子として広く利用されている熱電材料であるビスマス・テルル材を用い、
平面型に比べ熱回収効率に優れたフレキシブル熱電モジュールの開発を進めてきている。

今回、ビスマス・テルル材に遷移金属をドーピングした熱電素子を用いて、発電性能を従来の1.5倍
に向上させ、この熱電材料を極薄のフレキシブル基板に実装したフレキシブル熱電モジュールは、湾曲
した熱源に対し、温度差70 ℃で発電出力87mW/cm2と高い発電性能を示した。さらに、その材料を
以前よりも安価に大量生産できるビスマス・テルルのインゴット製造プロセスを確立した。これにより、
工場プラントの温水・ガス配管など曲面状の熱源を利用でき、廃熱を活用した発電の拡大が期待される。 

近い将来、IoTが普及する際には、無線センサーがさまざまな場所に配置されると想定されており、そ
の電源として、身の回りの廃熱(未利用熱)を活用することが考えられている。熱電モジュールは、熱
エネルギーを電気エネルギーに変換できる熱電素子を複数、電気的に直列接続したもので、廃熱を電力
に変換できる。そのため、熱電モジュールは、無線センサーなどの電源や省エネ用自立電源として期待
され、さまざまな実証研究が進められている。 

一方、未利用熱のうち300 ℃以下の低温域の未利用熱は膨大で、産業分野だけでも日本の年間総発電量
を上回ると言われ、その利用が求められている。例えば、温水・ガス配管などの曲面の未利用熱を熱電
変換できれば、工場プラントなどの配管の温度や圧力などを測定するセンサーの電源とできるため維持・
管理が容易となる。また、大量の廃熱から電力を回収できれば省エネにも貢献できる。しかし、従来の
平面型熱電モジュールは、セラミック基板が固くて曲がらないため、未利用熱源の多くを占める配管な
どの熱が効率よくモジュールに伝わらないことから、モジュールの熱回収効率が悪く、モジュールも高
コストという課題があった。


 
今回、熱電材料であるn型ビスマス・テルル材に遷移金属をドーピングすると、ゼーベック係数が増大す
ることを見いだした。これにより、熱電材料の発電量の指標となる出力因子が従来の1.5倍に向上した。
このn型ビスマス・テルル材と、p型ビスマス・テルル材のインゴットをウエハー形状にスライスし、そ
の上に電極を形成して、切断加工により、ビスマス・テルル材のチップを作製した。これらのチップをフ
レキシブル基板上に高密度に実装し、260対のpn素子からなるフレキシブル熱電モジュールを開発(上図
1参照)。さらに、緻密で均質な焼結体を量産加工できる熱間等方加圧法を用いて、遷移金属をドーピ
ングしたn型ビスマス・テルル材のインゴットを大量生産できる技術を確立した。この熱電モジュールの
外径寸法は、フレキシブル基板まで含め、約64 mm×64 mm×1 mm 重量は約9 gであった。配管などに装
着する際には、防水絶縁シートなどで熱電モジュールを封止して使用する。

産総研で開発したフレキシブル熱電モジュール評価装置(下図2(a)左)を用いて、真空中で低温側温度
30 ℃とし、高温側を100 ℃まで加熱して、最大70 ℃の温度差での発電性能を測定した。温度差
が70 ℃のときの開放起電力は約5.3V、内部直流抵抗は2.7Ω、最大発電出力は87mW/cm2 とな
った(図2(a))。さらに、曲げ半径50mmで、1000回の曲げ試験を繰り返しても、発電出力の変化は1
%以下と劣化がなく、安定な発電性能を示すことが実証できた(図2(b))。これにより、工場プラント
の温水・ガス配管などの曲面状熱源(廃熱)を活用した発電などの用途拡大が期待される。

 

 ❏ 関連特許:特開2016-207995 熱電変換モジュールとその製造方法、ならびに熱電発
        電システムとその製造方法

【概要】 

現代の産業社会においては、特に工場、発電所、製鉄所、自動車や、ビル、照明、船舶などを中心に、
全一次エネルギー供給量の60%以上の膨大な廃熱が地球環境に排出されており、その75%以上が
250℃以下の排水や排気と推定されている。熱電発電は、これらの無駄に捨てられる熱から電気を起
こすゆえに、地球環境の保護に極めて有用である。これらの廃熱は一般的に円筒状の排気パイプや排水
パイプ等の排熱パイプを通じて輸送されるため、これらの廃熱を熱電発電の熱源として簡便に効率よく
利用するためには、熱電変換モジュールは排熱パイプの湾曲した外表面に密着させることができるフレ
キシブルなものである必要がある。また利用する熱源の温度が低くかつ温度差が小さい故に効率が低い
ために、発電モジュールとして機能するためには内部抵抗の小さいことが必須である。したがって低抵
抗な多数の熱電素子ができるだけ小さな面積に実装され、かつ量産性の良い低コストのモジュールであ
る必要がある。さらに熱電素子にできるだけ温度差を与えるために、実装基板等の熱抵抗、パイプへの
装着の際の接触熱抵抗が小さいことが必要である。従来開示されているフレキシブルな熱電変換モジュ
ールとして特許第5228160号公報が知られている。

本件は下図のように、固定された固い冷却管を用いるこの従来の方法では、熱電変換モジュール外面の
排熱パイプの中心軸からの距離のばらつきや冷却管の湾曲の曲率半径のばらつき等によって、熱電変換
モジュールの外面と冷却管の内面との間に空隙が生じてしまい所望の冷却性能が得られず発電効率が上
がらないという課題があったものを、この熱電変換モジュールは樹脂薄膜からなる2枚のフレキシブル
基板上の実装ランドに複数の熱電素子を高密度実装し、片方のフレキシブル基板に、フレキシブル性を
持たせる為に複数スリットを設けたことを特徴としている。このことで、片方のフレキシブル基板にス
リットを設ける事で、フレキシブル基板が2枚のデバイス構造でも曲げやすくなり、排熱パイプの曲面
に追従することができる。また熱源となる排熱パイプとの装着面は、熱伝導シートにより完全に密着さ
せる事ができるため、熱電素子への熱伝導ばらつきを低減させる(参考図3)。


【符号の説明】

10:フレキシブル基板 11:熱電素子 11a:p型熱電素子 11b:n型熱電素子 13:フ
レキシブル基板 14:スリット 16:実装ランド 17:導電ペースト 18:ソルダーレジスト
19:熱伝導シート 20:排熱パイプ 21:冷却水パイプ 22:止め金具 24:熱電変換モジ
ュール 28:放熱フィン 29:熱伝導シート 30:フレキシブル熱電導基板 31:熱伝導シー
ト 32:固着バンド 33:高断熱スペーサ 34:冷却管 35:フレキシブルシート 36:継
手 38:金属シート

 



● IoTの電力を担うエネルギーハーベスティングの可能性と課題



※ 電力の新潮流 集中電源から分散電源

    Jan. 25, 2018

※ 株式会社Eサーモジェンテック

このように、排熱利用と言う点では従来の「コージェネ」(CHP/熱電併給)と同じ、わたし(たち)
はエネルギータイリング事業のサーモタイル部門に位置するものである。このように「エネルギーフリ
ー社会」は目前に迫っている。昨夜のつづきではないが、「ビバ!デジタル革命」である。

  Jan.25, 2018

【極小のエアロゾル粒子でも嵐を引き起こす? 】

1月26日、米国は国立環太平洋北西研究所らの研究グループは、「超微細エアロゾル粒子による実質
的対流
および降水量の増強」と題された論文を発表している。 それによると、新しい研究により汚染プル
ームの極めて小さなエアロゾル粒子が、海洋や大規模な森林といった手つかずの領域の荒天に対して、
これまで考えられていたよりも大きな影響を与えていることがわかってきたという。こうした領域にお
ける水の循環は地球規模の気象パターンに大きくかかわっているので、この領域で観察された人工エア
ロゾルの影響が世界中の気候変化を引き起こす可能性もある、と著者らは述べている。アマゾンの熱帯
地方における「深い対流雲DCC)」系は主要な降水源であり、大気の熱エネルギーや太陽放射の吸収
量を変化させる。DCCの形成は小さな水滴の発生から始まり、その際に大気中水分が人工エアロゾルな
どの空中浮遊粒子の周りで凝縮するが、エアロゾルと気候パターンとの関連はまだよくわかっておらず、
超微細エアロゾル粒子(直径50ナノメートル未満)は小さすぎて雲の形成には影響を及ぼさないと考え
られている。今回、観察とシミュレーションに基づくデータを用いて、都市の汚染物質がアマゾンの熱
帯雨林に及ぼす影響を分析したところ、超微細エアロゾル粒子の周りの凝縮によって雲の形成が促進さ
れ、周囲の空気が暖められ、最終的にDCC系の増大が示された。粒子がDCC系に入り込む前は、もとも
とエアロゾルが少ない熱帯雨林の環境は、凝縮が少なく高い水飽和状態にあったことを発見する。超微
細エアロゾルが盆地に入り込んだときに、過飽和大気がその粒子上で凝縮し、その結果として雨の生成
や、暖かい雨、過冷却雲水が増加。大気中水分の豊富なその他の熱帯地方でも同じようなエアロゾルの
影響が見られる可能性を示唆し、地球規模で重要であることを強調する。

 Jan. 26, 2018

  Sep. 3,2012

かって、このブログで――そこで、平均粒子径が問題となる。粒子径が温暖化により微細化に変動する
ことになれば、前述した仮定のようにさらに大規模な気候変動を加速する方向に動く。海洋の変化等を
考慮すればなおのこと複雑な動きとなろう。逆に、平均粒子系が大きくなればブレーキとなり見積もり
の気象変動は小さくなるだろう。そのような対策、粒子径を大きくする大規模な手段(システム)を考
えておくことは一顧だに値するのではないだろうか。有り触れているかも知れないが森林面積を拡大す
ることでそれを助長する働きを期待できるかもしれない。今夜は「霧のいけうち」を「ルソンの壺」の
中に発見し、そんなことを考えてみた――と問題提起していることを思い出した。この研究成果はその
アンサーレポートの1つであるだろう。実に興味深い。 





【トレンディドラマが面白い!キャサリンが似合うキョドコ】

久しぶりにテレビドラマに惹かれ、毎回の放送待ちになっている。今夜は毎週火曜日放映される関西テ
レビの『FINAL CUT』とTBSの『きみが心にすいみついた』の2本。これ以外にも各局とも質の良さ
を感じさせる番組となっていることに驚いている。それまではNHKの『直虎』の日曜の大河ドラマ(
同局の『精霊の守り人』も興味は惹かれているのだが、録画する程の固執はない)ぐらい。かわりに日
曜のTBSの『99.9-刑事専門弁護士- SEASONⅡ』、や木曜日の『ドクターX』にかわるテレビアサヒの
『BG~辺警護人~』も目が離せない程にある。このようにわたしにとってはワクワクする時間帯とな
ってる。ところで「ファイナルカット」の主演の亀梨さんがよく似合うめがねが欲しくなりネットサー
フで「キャサリン ハムネット KH9511」であった。毎日欠かせない必需品のめがねのこと、すぐに飛び
つかずしばらく考えることにする。そこで同タイプのレディースを『きみが心にすいみついた』の主演
の吉岡理帆が演じるキョドコに着用させたらと想像する。

 



除雪作業がつづく。今朝も雪が降る中除雪していると、河川敷の雑木林から小鳥のさえずりがきこえて
きた。不
思議である。何故かセョクシュアルなさえずりに(Sexual bird chirping)に生命の力強さのよう
なものを感じ、短歌を詠ってみたが、吹雪かれながらその場で腰が砕けてしまった。

                                           

 

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ビバ!蓄電池革命

2018年01月26日 | デジタル革命渦論

 

                   万章篇(ぱんしよう)    /    孟子    

                                  
   
        ※ 地位を得る目的:万章が孟子にたずねた。「伊尹は料理人になって
                  湯王にとりいったのだ、という説をなす者があります。そうでしょ
                  うか」「いや、ちがう。伊尹は有莘の片田舎で農耕をしながら堯・
                  舜の道を楽しんでいたのだ。義に反し道にはずれることがあれば、
         たとい天下を与えるといわれても見向きもせず、四千頭の馬を贈る
         といわれても目もくれなかった。また、義に反し道にはずれること
         であれば、一物たりとも人に贈らなかったし、人から受け取りもし
         なかった。湯王が贈り物をもたせて使者をやり、かれを招こうとし
         たが、伊尹は冷淡に、『そんなものをもらって出仕する必要がどこ
         にあろう。田園生活をしながらひとり堯・舜の道を楽しんでいたほ
         うがよい』とことわった。しかし湯王が再三使者を立てて招いたの
         で、ついに伊尹も気持を変え、『田園生活をしながら、ひとり堯
         舜の道を楽しむことよりも、湯王を堯・舜のような名君にし、人民
         を堯・舜時代のような人民にすることが大切だ。

         そんな世の中をこの目で見とざけたいものだ。天は、この世に人間
         を生み出したとき、先んじて真理を自覚した者が、おくれている者
         の自覚をうながすようにしたのだ。わたしは、天の生んだ先覚者だ。
         いま、わたしは堯・舜の道によって後覚の人民を導こうと思う。そ
         れをするのはわたしをおいてない』と決意した。天下万民の中に、
         堯・舜の世と同じ恩沢に浴さぬ者が一人でもいれば、伊尹は自分が
         その者をドブにつき落としたかのように感じた。自らに、天下を双
         肩に担う大任を課していたからである。だからこそ、湯王に仕え、
         暴虐な夏の梁王を討って人民を救うよう進言したのだ。おのれをま
         げて他人を正した話は耳にしたことがない。まして、自分が恥ずべ
         き行為をしながら天下を正したなど、前代未聞だ。聖人の行動は固
         定したものではない。

         あるときは隠遁し、あるときは官途につく。地位を去ることもある
         し、踏みとどまることもある。いずれの場合でも、要は身の潔白を
         持することだ。伊尹が亮・舜の道を実践するために湯王に仕えたと
         は承知しているが、料理人になってとりいったとは聞いていない。
         書経の伊訓箱にはこうある。『天詠は牧官(梨王の宮殿)を攻めた
         ときに始まるが、わたし(伊尹)は堯(湯王の都)に来たときから
         すでに始めていたのだ』」

         【解説】「出世」を軽蔑する考え方を、孟子はたしなめている。問
         題は「出世」の内容と目的なのだ。天命を具現するためには、地位
         と力が必要である。そのための努力と、たんに権力者にとりいろう
         とすることとは、本質的な差違がある、というのである。「わたし
         は天民の先覚者だ」という伊尹の言葉は、そのまま孟子の自覚でも
         ある。近代中国革命の父、孫文は『三民主義』の中で、「先知先覚」
         として「後知後覚」をめざめさせることが革命家の使命だと説いて
         いる。 

      
     
No.137

Jul. 21, 2017

 【ビバ!蓄電池革命:最新全固体型蓄電池技術】

● 高品質蓄電池の技術課題

このにきて、全固体型蓄電池などの技術開発に拍車がかかっている。このように現在研究開発が行われ
ている革新蓄電池には、リチウム(Li)金属負極や囚体電解質を適用し、LIBを進化させる電池と、リチ
ウム空気電池,マグネシウム(Mg)をはじめとする多価イオン電池,リチウム硫黄電池などのLIBとは
動作原理が異なる電池がある(これら革新蓄電池の理論エネルギー密度を下表1、2、下図1に革新蓄
電池の代表例として、LIB進化系の全囚体電池と新原理系のリチウム空気電池の模式目を示す。革新蓄
電池は、LIBの1、5倍以上の体積エネルギー密度が期待されている。尚、理論エネルギー密度は,正負
極活物質のみから計算した値であり、実電池には集電休,セパレータや機構部品などが必要なため,実
電池のエネルギー密度は、理論エネルギー密度の50‰以下になる。

 May 10 ,2017

高品質蓄電池は,デバイスとして必要な特性、高い信頼性と安全性を実現するうえで,解決すべき課
題といえば、例えば、❶
リチウムイオンが正負極問を移動する蓄電池はリチウム金属が負極活物質とし
て最も理論容量が高く、
LIB正極に対し負極にLi金属負極を用いることで、高いエネルギー密度をもつが
Li金属は活性が高いため,電解液との副反応が生じ、充放電効率が低い。さらに、充電時に,より比表
面積が大きく,反応性の高いLiデン
ドライト(樹柱状結晶)が成長しやすい。電解液添加剤による充放
電効率の改善、金属表
面への電解質層被覆やカチオン添加によるデンドライト生成抑制が目下の課題で
となっている。❷全固体
電池は、電解液を固体電解質にしたもので、リチウム
系では硫化物系固体電解
質圃などがある。金属負極を用いた場合,そのエネルギー密度は金属負極電池と同じ、化学的安定性の
高い無機固体電解質を用いることにより不燃化,高充電電圧化の他、バイポーラ電極構造化による体積
エネルギー密度向上が期待されているものの、固体電解質の伝導度が電解液に比べ低く、また、固体電
解質/電極活物質問の界面形成(電気化学的接合)が難しい。これらの問題の改善に、電解液を超える
伝導度を有する硫化物系固体電解質や、電極活物質表面への伝導性酸化物の
被覆による界面形成の研究
報告がある。

❸リチウム空気電池は、放電時にLiと空気中の酸素が反応して過酸化リチウム(Li202)が生成し、電気を
取り出す電池。これらは軽い元素で、
理論重量エネルギー密度が高い。放電反応は比較的起きやすいが、
充電時に逆反応の過酸化リチウム分解過電圧が非常
に高く過酸化リチウムの標準酸化還元電位は2.96V
だが、
充電のためには4.4
V程度の電圧を必要とし、.過電圧は電力を効率よく活用する電池のエネルギー
ロスになるため,改善は大変重要
であり、無機触媒や有機の酸化還元媒体を用いた過電圧低減の研究が
されている。❹マグネシウム電池の場合、資源量が多く、原子価が2価であり、比重も大きく積当たり
約2倍の容量を得られるが、電解液と反応し、その表面に不動態膜を形成し、可逆溶解析出が困難であ
ったが、2000年に溶解析出が可能な電解液を発見された。一方、エネルギー密度は低く、実用化
には、
正負極両方で分解せずに充放電が可能となる電解液や、高電位な正極活物質の創出が必須となり、この
ため副反応を抑制し、両極で作動可能な電解質の研究が行なわれている。 



このように、車載電池分野における2025年の電池市場は、4兆円規模と予想され、電池の高エネルギー
密度化かその鎚を握
る。課題としてはこのほか、セルパッケージング技術や充放電制御技術など、まだ
多く問題を残しているが、実用化が実現すれ
ば、電気自動車市場が本格化するとともに、蓄電やICT
野や再生可能エネルギ0ー分野への
波及により、2025年の電池市場は6兆円規模以上になると期待され
ている――事実、
材料およびプロセス技術の進化で、LIBは、20年間で約3倍の高エネルギー密度化
を実現している。

 株式会社日本マイクロニクス


● 二次電池にも量子電池!

❏ 最新事例:特開2017-228415 シート状二次電池及びシート状二次電池の製造方法

【概要】

基本構成が薄板状(シート状)に構成されている電池がある。このようなシート状の単位電池(以下
単にシート状電池tと呼称)形成に、対向電極を成膜する際に、形の決まったマスクを用いて電極を区
分し、シート状電池をカットして所定サイズの複数の電池を形成。有機薄膜太陽電池の製造方法に関す
特許文献1の記載技術は、マスクを用いて下部の電極を形成し、複数の単位セルを製造する。この技
術は、有機薄膜太陽電池の有機層を成膜する前に、セルを構成する下部電極が、隣接するセルの下部電
極と、完全に電気的に絶縁。ところで、近年、固体薄膜化した全固体型の二次電池の研究、開発が進展
し、小型化、ダウンサイジング(デジタル革命=第2則)の実現が期待されている。このような二次電
池の1つとして、特許文献2に記載されるものがあり、金属酸化物半導体の光励起構造変化を利用して、
バンドギャップ中に新たなエネルギー準位を形成し電子を捕獲する動作原理に基づく二次電池が開示さ
れている。この電池は、第1電極と第2電極との間に、絶縁性の被膜に覆われた微粒子のn型金属酸化
物半導体が充填された充電層を備え、その充電層は、紫外線照射による光励起構造変化現象により、n
型金属酸化物半導体のバンドギャップ内に新たなエネルギー準位形成され、そのエネルギー準位に電子
を捕獲しエネルギーを充電する。ここで、本件ではこのような金属酸化物の光励起構造変化を利用した
全固体型の二次電池を「量子電池」と称する。

しかしながら、上述の従来技術では、形の決まったマスクを用いて電極を分割して規格化された形状の
電池を切り出すため、任意の形状の電池に加工できなかった――例えば、リチウムイオン二次電池等の
化学電池は、そのサイズが規格で規定され、規格化された形状の電池を形成できるが、小片化した電池
を形成できず、対向する電極間に電解質等を注入して電池を製造するため、電池製造後に、電池形状を
変更できない。また、従来技術は、マスクを用いて電極を成膜するので、製造コスト高という問題もあ
る。さらに、さらに、従来技術のように、電極の成膜後、マスクを用いて区分した電極をカットする場
合、対向する電極間に配置された充電層が薄いため、カットによる応力が働き、電極が変形し、特に端
面でこの電極が他方の電極と接触して短絡するおそれがある。このように
シート状二次電池から任意の
形状の複数の小電池を容易に形成でき、且つショートを回避しながらシート状二次電池から複数の小電
池を形成するシート状二次電池及びシート状二次電池の製造方法を下図のように提供する。

第1のシート状電池は、正極層及び負極層の間に充電層を有するシート状二次電池において、(1)充
電層の一方の面に成層された正極層と、他方の面に成層された負極層のうちいずれか一方/双方が、膜
厚方向に除去されて形成された複数の溝部と、(2)複数の溝部により区分される複数の小電池とを有
することを特徴とし、第2の本発明に係るシート状二次電池の製造方法は、正極層及び負極層の間に充
電層を有するシート状二次電池の製造方法において、(1)充電層の一方の面に正極層を成層し、充電
層の他方の面に負極層を成層するステップと、(2)充電層に成層された正極層と負極層のうちいずれ
か一方/双方を膜厚方向に除去し、複数の溝部を形成する溝部形成ステップとを有することを特徴とす
る。

【符号の説明】

1…シート状電池、2…負極層、3…正極層、6…充電層、4…スクライブ領域、5…溝部、10…電
池、7…凸部

Jan. 9, 2018


最新事例:US 9,865,859 B2 Stacked-type secondary battery
:積層型二次電池

 【概要】

充放電可能な二次電池としては、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、リチウムイオン二次電池など
が開発されて実用化されており、高性能なリチウムイオン近年、二次電池が注目されている。リチウム
イオン二次電池は、有機溶媒を使用し、正極活物質、負極活物質、有機溶媒電解液などを最適化するこ
とにより、様々な用途に使用されている。二次電池は、二次電池の電池セルを多層に積層して電気的
に並列に接続して蓄電容量を増加させるように構成されている。 特許開示されたリチウムイオン二次
電池では、シート状のセパレータ7をアコーディオンのように折り畳み、上図22に示すように、正極と
負極を交互に挿入した構造を採用している。 正極板8および負極板9には、セパレータの連続体から対
向する側に突出するリード部8a、9aが設けられており、カソード部およびアノード部のリード部8a、9a
は、それぞれ別々に集められて電気的に接続されているお互いに。セパレータ7の連続体は、ポリオレ
フィン系樹脂などの合成樹脂製の細孔が形成された多孔質膜からなる。正極板8は、シート状の金属箔
の両面にリチウム遷移金属複合酸化物などの正極活物質を塗布して形成される。陽極板9は、シート状
の金属箔の両面に炭素材料等の負極活物質を塗布して形成されている。複数のカソードプレートと複数
のアノードプレートは、単位セルが並列に連結されるように互いに分離して集められる。リチウムイオ
ン二次電池は、可燃性の有機溶媒電解液を使用しているため、電極反応により有機溶媒電解質溶液が分
解して電池外装缶を膨張させ、電解液の漏れを生じることがあるため、小型化、軽量化、安全性の向上
を目的として、リチウムイオン二次電池が開発されている。これは、従来のリチウムイオン二次電池に
用いられている電解液の代わりに、ゼラチン状の電解質を用いたものである。ゼラチン状電解質は、電
解液を含み、さらにポリエチレンオキサイド、ポリフッ化ビニリデン - 六フッ化プロピレン共重合体、
ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル等のマトリックスポリマーを含有する。

このゲル状の電解質を用いたリチウムイオン二次電池は、例えば、単電池が、端子タブ2が突出した陰
極板3から構成されたリチウムイオン二次電池 端部から突出したゲル状の電解質4と、セパレータSと、
端部から突出した端子タブ5を有する陽極板6とを備え、複数の単位電池が交互に積層されて加熱プレス
されて複数の陰極板と複数の陽極板とを別々に集めて、上図23に示すように単位電池を並列に接続する
ように、積層膜電極接合体をラミネートフィルムなどで梱包して封止する。また、全固体リチウムイオ
ン二次電池の積層構造として開示されている構造は、リチウムイオンが出入りする正極活物質と、負極
活物質 隣り合う2つの固体電解質層が絶縁層で接続された固体電解質層と、隣接する2つの積層体とが
積層されて構成されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。 それぞれのスタック4を構成す
るカソード層または各スタック4を構成するカソード層は互いに接触している。積層体の一対の側面に
は、第1の集電体と第2の集電体がそれぞれ配置されている。

第1の集電体は、カソード層と接触しているがアノード層と接触していないので、第1の集電体およびア
ノード層は絶縁層によって分離されている。また、第2の集電体は、アノード層と接しているが、カソー
ド層と接していないので、第2の集電体とカソード層とが絶縁層によって分離されている。左右端に端子
部が配置され、その下端部に集電箔が配置され、端子部を介して締結荷重が加えられる。積層された積
層体は、第1の集電体を陰極として、第2の集電体を陽極として、互いに並列に電気的に接続されている。
全固体リチウムイオン二次電池の積層構造としては、固体電解質層が隣接するセル間の電子伝導対の絶
縁膜となることを利用した構造が、特許文献4および特許文献5に開示されている。



また、積層体が一体焼結体であり、二次電池の電池セルが直列に積層された複数のブロックが並列に接
合されている。各直列ブロックには、正極集電体層、正極活物質層、イオン伝導性無機材料層(固体電
解質材料層)、負極活物質層および負極電流をそれぞれ有する複数の電池セルユニットコレクタ層の順
に接合されている。最外層に配置されたもの以外の正極集電体層および負極集電体層は、直列ブロック
の端面には延出しておらず、最外層に位置する正極集電体層および負極集電体層は、前記複数の直列ブ
ロックの最外層に位置する前記正極集電体層および前記負極集電体層の全てが、少なくとも前記直列ブ
ロックの端面の異なる部分に延在していることを特徴とする。それぞれスタックの端面に当接する。全
固体リチウムイオン二次電池の積層構造としては、固体電解質層が隣接するセル間の電子伝導対の絶縁
膜となることを利用した構造が、特許文献4および特許文献5に開示されている。積層体が一体焼結体で
あり、二次電池の電池セルが直列に積層された複数のブロックが並列に接合されている。各直列ブロッ
クには、正極集電体層、正極活物質層、イオン伝導性無機材料層(固体電解質材料層)、負極活物質層
および負極電流をそれぞれ有する複数の電池セルユニットコレクタ層の順に接合されている。最外層に
配置されたもの以外の正極集電体層および負極集電体層は、直列ブロックの端面には延出しておらず、
最外層に位置する正極集電体層および負極集電体層は、前記複数の直列ブロックの最外層に位置する前
記正極集電体層および前記負極集電体層の全てが、少なくとも前記直列ブロックの端面の異なる部分に
延在していることを特徴とする。それぞれスタックの端面に当接する。

積層型電池は、負極活物質層からなる薄膜固体リチウムイオン二次電池である複数の電池セルからなる
多層積層構造であり、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極活物質層と、これらの間に配置され、
電子伝導的に分離・分離する機能を有する固体電解質層と、機能を有する金属膜からなるカソード側お
よびアノード側集電体層活物質層の直上および直下に電流を集めることができる。さらに、積層型電池
は隣接するセル間での電子伝導対の絶縁膜となる固体電解質層の機能を利用し、活物質間の対イオン伝
導のための絶縁膜となる集電体層(金属膜)固体電解質層と集電体層とによって、周囲の外側の位置に
カソードおよびアノードの活物質層の周囲を被覆して絶縁することができる。また、集電体層の外縁部
は、外縁部の外側の位置で固体電解質層によって覆われて絶縁されている。積層構造では、個々の電池
セルの間に新たな絶縁膜を用いることなく、各層を順に積層することにより、複数の段階の構造が1つ
の基板上に形成される。

特許文献5の積層型電池は、負極活物質層からなる薄膜固体リチウムイオン二次電池である複数の電池
セルからなる多層積層構造であり、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な正極活物質層と、これら
の間に配置され、電子伝導的に分離・分離する機能を有する固体電解質層と、機能を有する金属膜から
なるカソード側およびアノード側集電体層活物質層の直上および直下に電流を集めることができる。さ
らに、積層型電池は、隣接するセル間での電子伝導対の絶縁膜となる固体電解質層の機能を利用し、物
質間の対イオン伝導のための絶縁膜となる集電体層(金属膜)固体電解質層と集電体層とによって、周
囲の外側の位置にカソードおよびアノードの活物質層の周囲を被覆して絶縁することができる。また、
集電体層の外縁部は、外縁部の外側の位置で固体電解質層によって覆われて絶縁されている。積層構造
では、個々の電池セルの間に新たな絶縁膜を用いることなく、各層を順に積層することにより、複数の
段階の構造が1つの基板上に形成される。また、特許文献6には、全固体型電池の電極端子を取り出すこ
とが容易であり、電池セルを積み重ねるだけで複数の電池の電気的並列接続を実現することができる全
固体型電池構造が開示されているの二次電池を構成する。



別ウィンドウ(タブ)の大きな表示で見る図24に示すように、上下には金属パターン102(取り出し電
極)とコンタクトホール104とを有する絶縁基板106が配置され、カソード集電体、陰極、固体電解質と、
アノードと、アノード集電体とが積層されて構成されている。
例えば、発電素子108の陰極集電体及び
陰極集電体の一方は、コンタクトホール104を介して覆われた絶縁基板106の金属パターン102のいずれ
かに電気的に接続され、他方の集電体は、コンタクトホール104を介して絶縁基板106の金属パターン
102を覆っている。
上下の絶縁基板106を貼り合わせて発電素子を封止し、発電要素108を挟んだ絶縁基
板106を貫通するスルーホール110を介して、接続された金属パターン102から金属パターン102で導通
させる封止体の表面のコンタクトホール104を介して、裏面のコンタクトホール104を介して接続されて
いない金属パターン102に電気的に接続されている。

単位電池の上面に取出し電極である陰極端子と陽極端子が存在し、下面にも同様に陰極端子と陽極端子
が存在する全固体型電池構造物単位セルを積み重ねるだけで電気的並列接続が可能になる。
また、形状
の変更や容量調整が容易な電池を提供することが可能な電極組立体が開示されている。電極アセンブリ
のセグメントの整列したアレイにおいて、セグメントは、1つの仮想平面内で一方向に並べて配置され
ている。
並べて配置されたセグメントの仮想平面の数は2以上であり、仮想平面内でセグメントが延び
る方向は異なる。1つの仮想平面内のセグメントは、90°の差を有し、別の平面内のセグメントを交差
することができる。セグメントの間隔は0であるか、または電池の成形加工性を提供できる任意の大き
さ、例えば5μm?数千μmである。いくつかの実施形態では、並んで配置されて延びるセグメントからな
る平面の間に、分離フィルムがさらに配置される。

先行技術文献

特許文献1:特開2009-140707号公報
特許文献2:特開2013-182735号公報
特許文献3:国際公開第2010/089855号パンフレット
特許文献4:特開2008-198492号公報
特許文献5:特開2004-158222号公報
特許文献6:特開2003-168416号公報
特許文献7:特開2013-535802号公報

上述したように、二次電池の積層構造には様々な提案がなされているが、二次電池の構成要素を利用し
たリチウムイオン電池の積層構造は、正極と負極を別々の要素固体電解質層を伸長させて絶縁体とする
ことで、他の構造の二次電池には適用できない。
特許文献2に記載されているように、端子タブを正極
及び負極に設けた構造は、積層体の厚みを考慮したものではなく、正極集電体上の正極活物質負極板の
場合には、負極集電体上の正極板および負極活物質を端子タブの接続部の幅を避けて充電するので、二
次電池としての容量が低下する。さらに、すべての陰極および陽極に端子タブを1つずつ設ける必要が
ある。電池セルの電極層の側面から電池セルを積層して電極を外部に取り出す構造は、電極が厚い場合
は物理的に可能であるが、 例えば1μm以下の薄い膜厚で蒸着やスパッタリングなどの方法で導電性電
極を製作する。また、取り出し電極及びコンタクトホールである金属パターンを有する絶縁基板を電池
セルの上下に配置して電池セルを積層する構造では、積層型二次電池が厚くなる 絶縁基板が介在するた
め、高密度実装が要求されない。(後略)

発明の効果

本発明では、二次電池の単位である電池セルを積層構造に積層し、電池セルを電気的に並列に接続に引
き出し電極を電極間に挿入する。 リード電極をシート状の電極ではなく、短冊状または線状の電極に
形成することにより、電池セルの電極よりも小さい領域に取り出し電極を配置し、全ての引き出し電
極が同時に重なり合うことを防止する 電池セルを積層した場合のリード電極による厚みの増加を最小
限に抑えることが可能となる。
また、電池セルを積層する際に、電池セルの電極の一方を引き出し電極
と重なる引き出し電極とすることで、引き出し電極の数を減らすことができ、製造が容易になるだけで
なく 費用も削減できる。複数の積層型二次電池の引き出し電極を共通化した構造では、積層型二次電
池の並列接続と積層型二次電池の重ね合わせを容易に行うことができる。 また、外側に位置するリー
ド電極を切断することにより、個々の積層型二次電池とすることができ、積層型二次電池の大量生産を
容易に行うことができるという効果を奏する。(以下、紙面制約上割愛)

尚、「特集|最新全固体型電池技術」の一部しか掲載できなかったが、セラミック系、ハイブリッド系、
グラファイト(バッキー)系、ハイブリッド系など様々な全固体型イオン系、さらには金属-空気型電
池の開発がポスト東京オリンピックの雌雄を決する技術開発/市場獲得競争が展開されていくものと考
えられる。マテリアルバルクの解体→新規マテリアルの再構築を背景として『ビバ!直電池革命の季節』
の到来だ。これは実に面白い。 

● ソーラータイル事業篇KURO-for Europe

  Jan. 25, 2018

 

  ● 今夜の一曲

この『雪椿』は曲名が小林の出身地である越後の花であることや、中越地震のエピソードもあって、小
自身は同曲のことを「宝物」と語っている小林幸子の43枚目のシングル。1987年6月25日に発売
されている。

   やさしさとかいしょのなさが
   裏と表についている
   そんな男に惚、れたのだから
   私かその分がんばりますと
   背をかがめて微笑み返す
   花は越後の花は越後の雪椿

   夢にみた乙女の頃の
   玉の輿には遠いけと
   まるで苦労を楽し仁ように
   寝顔を誰にも見せないあなた
   雪の谷間に紅さす母の
   愛は越後の愛は越後の雪櫓

                                 歌  小林 幸子
                                作詞: 星野 哲郎
                                作曲: 遠藤  実

 

 

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エネルギーフリー社会を語ろう! No.136

2018年01月21日 | デジタル革命渦論

 

                   万章篇(ぱんしよう)    /    孟子    

                                  
   
        ※ 男女の結合:弟子の万章が孟子にたずねた。「詩経に、『妻をめと
         るには父母の許しを得て』とあります。これが正しいとすれば、舜
         のような行為は不倫ということになるではありませんか。聖人であ
         る舜が、父母の許しを得ずに妻をめとったのは、何としたことでし
         ょう」「父母の許しを待っていれば、妻をめとることができなかっ
         たからだ。男女が一緒に生活するのは、人間としての大切な生き方
         である。父母に話したならば、舜は妻をめとれなかった。そうなれ
         ば人間の大切な生き方を捨て、ついには父母をうらむ結果になる。
         そこで、勝手にめとったのだ」「なるほど、当人のことはわかりま
         した。しかし、舜を娘むこにした亮帝はどうでしょう。尭帝が舜の
         両親に黙ってめあわせたのは、伺としたことでしょう」「宛帝も、
         許しを待っていればめあわすことができないと知っていたからだ」 

                  【解説】ここには、後世、せまく固定してしまった。"孝"の概念は
                  ない。男女が結びつくという自然の大道を、それより重くみている
         のである。

      
     
No.136

 

【米国立再生可能エネルギー研究所の電化未来調査】

● 電気自動車がガソリン車より安くなる時代に!


● 2035年のEVバッテリー容量単価 200ドル以下

1月8日、米国エネルギー省NREL(National Renewable Energy Laboratory:国立再生可能エネルギー研究所)
は、広範な生活領域で電化が進んだ将来の米国エネルギーシステムについて予測を行い、2050年までに予
想される電化社会に必要な技術とコストの試算を公表している(
NREL Electrification Futures Study 出典:
NREL
)。この報告書(詳細、上図クリック参照)NRELを含めた米国研究機関によって行われるEFS(
Electrification Futures Study
:電化未来調査)の初回報告書となる。EFSは、将来の家財や社会インフラの
進展に必要な技術や性能の試算、電力需給の推定、社会電化の進展に対する利点・問題点の洗い出しを最
新の統計や学術文献調査、電力需要シミュレーションなどにより行うもの。今回のレポートを皮切りに今
後2年間で、交通、住宅・商業用建造物、産業など米国の全経済部門においてさまざまな調査を行う。

尚、今回の調査で以下の5つの質問に答えるよう設定している。

❶ 今日の高度エネルギー消費サービスで、どのような電気技術が利用できるのか?
❷ どのように、広範囲な電化が国家や地域の電力需要/供給パターンに影響するのか?
❸ 電化経済の需要変化に対応するため、米国の電力システムはどのように変革すればよいか?
❹ 高信頼性のクリーン電力網の運用支援に果たすべき需要側の柔軟性な役割とは何か?
❺ 大量電化の潜在的なコスト、利益、および影響とは何か?

調査では、電化に関する技術の開発速度が「遅い」「中間」「速い」の3条件で進展したとして仮定し、
それぞれの開発速度での社会電化の進展度合いを予測。「中間」の開発速度は、現時点の研究レベルで想
定される開発速度よりも速いものとなっており、「遅い」開発速度が現在想定される開発速度に対応する。
これは、電化に関する研究がどの分野においても盛んに実施されており、現時点では想定できないイノベ
ーションが生まれることで、社会の電化速度が加速することを考慮したと説明している。

交通分野では、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)や電気自動車(BEV)といった乗用車や電気ト
ラック、電気バスの各車種において車両コストや電費などを試算している。本稿では、乗用車(中型セダ
ンを想定)の試算。 BEVに搭載されるバッテリーの容量単価推移は、下図1の通りどの開発速度におい
ても低下傾向にあり、2016年時点で1kWh(キロワット時)当たりのコストが273ドル(30,199円)と推定
されているが、「遅い」開発速度では年間1%、「中間」の開発速度では年間2%、「速い」開発速度で
は年間4%のコスト下落を想定すると、2035年時点で、「遅い」開発速度で1kWh当たり200ドル(22,152
)、「速い」開発速度で100ドル(11,152円)を見込むが、それ以降では容量単価下落が踊り場に差し掛
かり、「速い」開発速度で2038年ごろに到達する80ドル(8,861)が、容量単価において当面のゴールと
想定する。

 

● 短距離用BEV 2031からガソリン車ライフサイクルコストを下回る 

下図2は、車両コスト(長期均衡での小売車両価格)をパワートレイン別および航続距離別で比較。図中
ICEVはハイブリッド車(HV)を“含まない”ガソリンエンジン車、「PHEV 25」や「BEV 100」のよう
にパワートレイン種別の後ろに記載する数値はバッテリーでの航続距離(単位:マイル)。ICEVの車両
コストは2050年までほぼ変化しない見込みだが、PHEVおよびBEVは車両コストの低減が進むと予想。特に
航続距離25マイルクラスのPHEVは、2025年頃にガソリン車の車両コストとほぼ同程度になると見込まれ、
BEVについても先述のバッテリー価格下落に伴って車両コスト低下が期待できる。航続距離300マイルク
ラスのBEVでは、車両価格に占めるバッテリー価格の割合が高いため、開発速度の違いによって予想コス
トに大きな差が生じる。

下図3は、パワートレイン・航続距離別でエネルギー効率(Main Efficiency:燃費・電費)を比較したも
ので、PHEVのみ複合燃費(Aux. Efficiency)を示している。エネルギー効率においても今後さらに進展が
あると予想され、開発速度の違いにより差異が大きくなるが、PHEV・BEVでは最大1.8倍程度の効率上
昇がある。

下図4は、車両・メンテナンス・電気など走行に必要なコストを走行距離で割ったLCOD(Levelized Cost
of Driving
:均等化走行原価)をガソリン車を基準として、PHEV・BEVの差異を示す。PHEV 25では「速い」
開発速度の場合、2026年頃にガソリン車よりも低いライフサイクルコストを達成すると想定。 シティコ
ミューターのような航続距離の短いBEV 100では「遅い」開発速度の場合でも2031年頃にはガソリン車以
下のライフサイクルコストを達成できる。また、航続距離がガソリン車クラスとなるBEV 300では、「速
い」開発速度でのみ2050年以前の2034年頃に達成できる見込みとしている。上記で紹介した乗用車分野以
外にもEFSレポートでは、住宅・商業用建造物の空調や温水器、産業の各製造工程を電化した場合のコス
トや影響を試算。




【英国日産 近日中にルーフトップソーラーパネルを販売】

 

電気自動車やソーラーパネルを販売する。テスラのモデルも、他の自動車メーカーにも魅力を感じている
という。日産は日産エナジーソーラーでのゲームに乗り込む。同社は最近、屋内パネルとそのバッテリー
ストレージ製品xStorage Homeを販売するサービスを開始し、ソーラー製品を搭載した英国の住民は、電力
法案の66%を節約できという。また、同社は
日産のエナジーソーラーをオールインワンのソリューショ
ンと表現。競争力のある価格オプションで、最も効率的な効率オプション、または屋上に統合されたパネ
ルを誇るデザインオプションの3つのパネルオプションを提供。日産エナジー・ソーラーのユーザーは、
太陽光発電、貯蓄、またはその両方を購入できるが、英国の住民が再生可能エネルギーの恩恵享をサポー
トする。ユーザーは日産リーフまたは、e-NV200を購入できる。日産は、日産エナジーソーラーのウェブ
サイトで、世界最大級の先進的なエネルギー会社と提携し、電気自動車蓄電池に長期安定性とリサイクル
可能材料の最大限活用を行っていくとしている。モーターリング・リサーチによると、ソーラーパネルを
最適化するために屋根のLiDARリモート解析を行う予定で。 6パネルシステムは、インストールを含め、
3,881ポンド(594,789円、約5,383ドル)。完全なソーラー&ストレージシステムは7,535ポンド(約1,171,115
円,10,589ドル)からとなる。同社の製品は、Motoring Researchによると、テスラより手頃な価格で設計さ
れる。日産ニューエナジーのウェブサイトでは、このシステム近日中に発売される予定。

 

 Jan. 19, 2018

 

【世界のトップ10のソーラーパネルメーカ:日本メーカ脱落】

2017年には約98GWの太陽光発電が、2016年には70GWの太陽光発電が導入。上位10のモジュールサプライヤ
は、約57GWの量(合計58%)を達成。これらのグループは、大部分が産業用パネルの供給者であるが、こ
こでは住宅用ソーラーパネルを取り上げる。JinkoSolarはこのリストの第1位。EaglePERC 60は住宅用製
品としてトップ。 パネル変換効率18.3%と300Wを上回まわる。 太陽電池の技術基盤は「単結晶パッシベ
ーションエミッタリアコンタクト(PERC)。Trina Solar 'DuaMax Twin'は第2位、世界で2番目に大き
な太陽電池パネルサプライヤーである同社は、世界で最も低価格の太陽光発電プロジェクトであるメキシ
コの2¢/ kWh 104MWプロジェクトに参加。 また、DuoMax Twinは世界で最大22.5%の効率。第3位、カナ
ダソーラー'60セルスタンダード。専門的には、どの製品よりも多くのCanadian Solarをインストール。効
率は平均で16-17%。第4位、JAソーラー「JAM6-PERCIUM」、JAソーラーは、世界最大の太陽電池メー
カーでもあります。 数週間前、monPERCの住宅用ソーラーパネルで19.97%という最高の定格効率を達成。
今のところ、 18.35%のPERCIUM Solar Cellベースのパネルで 「解決」する必要がある。ジャパンソーラ
ーは、2013年にmonoPERC太陽電池を使用して20%を打ち破っている。第5位、韓和Qセル「Qピークデュ
オ」 Hanwha Q-Cellsはソーラーパネルを作る。 半減太陽電池や6つのブスバーなどの技術を導入。最近の
ラスベガスでのソーラーパワーインターナショナルでは、ブラックシリコン、PERC、ダイヤモンド配線、
ブラックシリコン5バスバー(5BB)、マルチバスバー(MBB)、ダブルグラスモジュールなど GCL-SI
は技術が特徴。第6位、 LONGi 'LR6-60PD' LONGiは、2016年に最も急成長したパネルメーカー。第7位
Suntech 'Tigoスマートモジュール' Suntechは2008年から2012年まで世界最大の太陽電池パネルメーカー。 
2012年にソーラーパネルの価格破壊し破産している 。以上、下表のごとトップ10を掲載。

【省力化・省エネ篇:水田水管理省力化システム「水(み)まわりくん」】

1月17日、積水化学工業は、太陽電池の電気で自立動作し、時間や水位に応じて自動開閉する水田用給
水栓「水(み)まわりくん」を1月22日から本格販売開始する。給水栓の開閉のために水田に行く回数を
減らして水管理作業を省力化できる。価格は11~13万円前後(タイプにより異なる)。同社製の水田用給
水栓「エアダスバルブ」の上部に設置する制御装置。スケジュール管理と水位センサー管理を組み合わせ
てバルブの開閉を管理できるため、例えば雨天時における必要以上の給水防止や高温障害対策の夜間かん
がいの実施などが可能になる。

 

本体つまみで各種設定を行うタイマー型、スマートフォン画面から設定できるリモコン型、特定小電力無
線により遠隔監視・操作できる遠隔操作型の3タイプを用意した。遠隔操作型は、水位センサーの情報を
クラウドサーバーに蓄積し、日間・週間・月間でグラフ表示できる。「官民連携新技術研究開発事業」「
次世代農業水利システム実証調査」「革新的技術緊急展開事業」などの国の政策に基づき、2015年度から
福井県、岐阜県、長野県、滋賀県、山口県、北海道などの水田で同製品の実証実験や試験導入を行い、効
果が確認できたことから本格販売を開始した。今後は、新無線通信技術であるLPWAなどを用いた遠隔操作
型自動給水栓および各種水位・水温センサーとの連携したシステム、その他営農管理システムと連携する
システムなどの開発を進めていく。


● 彦根から吉野まで2時間(往復4時間)

昨日は、午前8時に自宅から名神彦根IC→近畿道(吹田)-羽曳野IJ-八木→吉野まで約2時間の距
離、親戚の見舞いに車を走らせる。便利なものだ、高速道路をノンストップで疾風することができること
にあらためて時代の変化の大きさを再確認する。時代は大きく変化している、そんな訳でブログは書けな
かったので、今日はこれから町内の新年会があることもありこの、ブログを書いている。かきながら「エ
ネルギーフリー社会」はすぐそこまで(あと15~20年程度で)やってきていることも再確認した。い
や、これは、私が生きていれば夢ではないだろうと。

 

 

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終活と就活

2018年01月18日 | デジタル革命渦論

 

                  離婁(りろう)篇    /    孟子   

                                     

 
           ※ 亭主の虚栄: 斉の国のある男が、妻と妾を持っていっしょに暮ら
         していた。外出のたびに、たらよく飲み食いして帰って来る。妻が
         飲み食いの相手を聞くと、例外なく言言の人ばかり。そこで妻は妾
         に言った。

                 「うちの人は外へ出るといつもたらふくご馳走になって帰ります。
                  しかも相手は富貫の方ばかり。でも、うちには名の聞こえたお方は
                  一人もお見えにならない。わたしあの人のあ亡こをつけてみますわ」

                ある朝早く超きて、見え隠れにあとをつけたが、坑内どこまで行って
                 も、だれひとり亭主に話しかける者はない。最後に行きついたのが、
                 東の町はずれにある墓地である。亭主はそこで墓参じている人のとこ
                 ろへ行って、供物の残りをもらい食いし、それで足りないと、また別
                 のところへ行った。たらふく飲み良いしていたのは、これだったのだ。
                 妻は家に帰ると、妾に、「夫というものは、一生尊敬できる人であっ
                 てこそなのに、実はしかじかじか」と、一部始終を話し、庭で亭主を
         ののしりながら二人して泣いた。

                そんなこととはつゆ知らず、亭主は意気揚々と宗に帰って来ると、あ
                 い変わらず妻と妾に威張ってみせた。君子の立場からすれば、富貴栄
         達を求めてあくせくする連中のやり口は、この亭主のようなもの。妻
                 や妾に見せたら、はずかしがって泣き出すにちがいない。

 

      
     
No.134  

【省エネ・省資材篇:最新高品質化検査技術】

● 印刷法で製造したディスプレーなどの駆動回路の非破壊インライン検査

今月15日、産総研が独自に開発した薄膜トランジスタ(TFT)アレイ一括検査技術の測定感度と検査面積
を大幅に向上させるとともに、本技術を応用したストレージキャパシターの検査を可能にした。これは、大
面積化・省エネルギー化が可能な印刷法は、ディスプレーやタッチパネルなどの情報入出力機器の製造技術
として期待されている。しかし、数百万個のTFTとストレージキャパシターがアレイ状に配置された情報入
出力機器の駆動回路(アクティブバックプレーン)を短時間で検査することは難しく、高生産効率と高品質
を両立させる上での大きな課題となっていた。

 Jan. 15, 2018

今回、TFTアレイの駆動状態を光学イメージ化して一括検査できる産総研独自のデバイス評価技術(ゲート
変調イメージング技術)を改良し、検査時間を10分以上から3分以内に短縮し、検査面積を1mm角から3cm
角に大幅に向上させた。これは、画素密度150 ppiのバックプレーンでは、TFT30,000素子を3分以内に検
査することに相当。さらに、本技術を応用したストレージキャパシターの検査も可能となる。これにより、
膨大な数のTFTとストレージキャパシターを配置する大面積デバイスを非破壊インライン検査できるため、
印刷法による大面積デバイスの高品質化に貢献できる。

情報化社会の進展とともに、あらゆる生活シーンにエレクトロニクス技術が浸透していく中、情報入出力機器のさら
なる使用利便性の向上と多様化、製造技術の簡易化・低コスト化が求められている。これらを達成するキーテクノロ
ジーのひとつが、軽量で柔軟なプラスチックフィルム上に、省資源・省エネルギーの印刷技術を用いてデバイスを製
造する「プリンテッドエレクトロニクス」技術であり、現在、基礎から製品開発まで幅広いレベルでの研究開発が世界
的に進行している。

中でも、大面積の高精細ディスプレーを全印刷で製造する技術の開発は、プリンテッドエレクトロニクスの重要な課
題となっている。しかし、ディスプレーの各画素を制御する駆動回路(アクティブバックプレーン)は、通常、画素数に
対応した数百万個のTFTとストレージキャパシターで構成されるため、性能平準化に改善の余地を残す印刷法によ
る製造技術の確立は容易ではない。このため、液晶や有機EL素子などの表示素子(フロントプレーン)を載せる前
に、バックプレーンの動作を高速に非破壊検査することが求められるが、膨大な数のTFTとストレージキャパシター
を短時間で検査することは難しく、高生産効率と高品質を両立できるインライン検査技術の開発が喫緊の課題とな
っている。

 Jan. 15, 2018

これによると、産総研は、プリンテッドエレクトロニクス技術の実用化を目指した研究開発の一環として、
印刷法によるアクティブバックプレーンの製造技術と、これに対応できる非破壊・高速のデバイス評価技
の開発を進めてきた。特に、バックプレーン上のTFTアレイを高速に一括して検査するため、ゲート電圧
をかけることでTFTに生じる光透過率・反射率の微小変化を可視化するゲート変調イメージング技術の開発
を進めてきた。2014年には、5×5の小規模なTFTアレイの動作不良個所と性能分布を10分程度で可視化でき
た。今回、ゲート変調イメージング技術を改良して測定感度と検査面積の大幅向上に取り組むとともに、
この技術を応用したストレージキャパシターの検査に取り組んできた。

【研究概要】

上図1に、今回改良したゲート変調イメージング装置の概略を示す。TFTにゲート電圧をかけて、キャリア
を蓄積(TFTを駆動)すると、半導体層の光透過率・反射率がごくわずか(1万分の1程度)だけ変化する。
この装置では、アクティブバックプレーンの全てのTFTにゲート電圧をかけた状態(TFTを駆動した状態)と、
かけない状態(TFTを停止させた状態)の光学イメージをそれぞれ撮影し、画像演算により両者の差分イメ
ージを求めて微小な変化のイメージ(ゲート変調イメージ)を得る。正常動作するTFTだけがゲート変調イ
メージに現れるので、TFTの動作不良個所をイメージから一括して特定できる

今回、ゲート変調イメージの演算とSN比向上のための積算を毎秒約1ギガバイトのデータ処理速度で光学
イメージの撮影と同時に実行できる高速の画像演算装置を新たに開発し、これを高解像度・高フレームレ
ートのCMOSカメラと組み合わせることで、ゲート変調イメージの解像度と単位時間当たりの積算回数を、
これまでの11万画素・毎秒15回から415万画素・毎秒45回へと大幅に向上させる。イメージのSN比は積算回
数の平方根に比例するので、単位時間当たりの積算回数の増加により測定感度が向上する。また、大幅な
高解像度化により、一括検査できる面積が大幅に増加する。今回、広視野光学系と高輝度LEDを組み合わせ
ることで、一括検査できる面積を従来の1 mm角から3 cm角に向上。これは、画素密度150 ppiのバックプレ
ーンの場合、TFT約30,000素子に相当する。

下図2にゲート変調イメージと、そのノイズの大きさの積算時間依存性を示す。2014年に開発したこれまで
の装置では、十分なSN比のゲート変調イメージを得るのに10分以上かかっていたのに対し、今回開発した
装置では3分以内に、これまでと同程度のSN比のイメージを得ることができた。



さらに、今回開発したゲート変調イメージング装置を用いて、各画素にひとつのTFTとひとつのストレージキ
ャパシターを配置したアクティブバックプレーン(画素密度150 ppi、全印刷により製造)の検査を行った
(下図3)。まず、アクティブバックプレーン(図3(a)、3(b))に液晶表示素子(フロントプレーン)を装
着して表示試験を行い、不良個所を大まかに特定した後に、フロントプレーンを取り除いて、ゲート変調イ
メージング装置により測定した。動作不良のTFTを特定する通常の測定モード(TFT欠陥検出モード)で測
定を行った結果を図3(c)に示す。図の四隅の影を除いた部分が、4 cm2の面積範囲(TFT15,000素子に相当)
について測定した結果に対応する。小さな赤い点のひとつひとつが正常動作するTFTに生じた光反射率変化
によるもので、色調が変化していない部分が動作不良のTFTに対応する。ゲート変調イメージング装置によ
り特定した不良個所は、表示試験により特定したものとよく対応していた。このように、広い範囲に含ま
れる多数のTFTを一括検査し、動作不良のTFTを特定することができる。また、さらに、ストレージキャパ
シタの絶縁不良を特定する測定モード(キャパシター欠陥検出モード)による検査結果を図3(d)に示す。
この測定モードでは、絶縁不良のキャパシターと同じ画素に配置されたTFTがゲート変調イメージに色調変
化を与えるため、絶縁不良個所を検出できる(図中の赤点)。今回開発した装置により、動作不良のTFT素
子だけでなく、絶縁不良のキャパシターについても、広い面積範囲を一括検査でき、ゲート変調イメージン
グ技術により一括検査できる面積は、カメラの解像度により決まる。今回開発した装置では、4,147,200画
素のCMOSカメラを用いており、検査面積が3 cm角のときの空間分解能は約10 µmとなる。これは画素密度
150 ppiのアクティブバックプレーンのTFTの寸法と同程度である。このため、検査面積が3 cm角を超える
と解像度が不足して個々のTFTを識別できなくなる(図4)。このように、今回開発したゲート変調イメー
ジング装置では、150 ppiのアクティブバックプレーンの場合には、最大3 cm角の範囲のTFT(とストレー
ジキャパシター)約30,000素子を3分以内に一括検査できる。




 
❏ 関聨特許事例: 特許6238389  有機TFTアレイ検査装置及びその方法

【概要】

TFTアレイの信号線Sをすべて接地させるとともに、ゲート線Gに適当な直流電圧を印加した状態の前後
でTFTアレ
イを撮像し両イメージの差を取得する。ゲート電圧を加えてキャリアの蓄積されたTFT素子
では差イメージが現れ、
一方で、信号線Sやゲート線Gで断線しあたTFT素子の有機半導体薄膜が不良の
とき、対応するTFT素子は、キャ
リアの蓄積がなく、差イメージが現れない。これによれば、上記したよ
うな断線などを検出できる。また、各TFT素子
の出力特性のばらつきは、キャリアの蓄積量に反映される
ため、各TFT素子の差イメージの差として現れる。一方
で、キャリアの蓄積による差イメージは繊細でそ
の判別は非常に困難である。


例えば、 液晶ディスプレイや有機ELディスプレイといった画像表示装置として、有機半導体を用いた薄
膜トランジス
タアレイ(以下、「TFTアレイ」と称する。)が利用されている。かかるTFTアレイは、
画像表示装置の画素に対応させて有機TFT素子をマトリクス状に複数並べて回路構成される。ここで、ゲ
ート線Gや信号線Sの短絡や断線、又は、有機半導体薄膜の不良による欠陥が生じている場合には、対応す
る有機TFT素子が正常に動作せず画素の発光しない、いわゆる画素抜けの状態になってしまう。また、T
FTアレイを構成する各TFT素子に出力特性や応答速度のばらつきのある場合には、安定した動画表示が
できなくなる。


そこで、TFTアレイの断線欠陥や、各TFT素子の出力特性や応答速度のばらつきを検査することが必要
となる。かかる検査方法として、1つ1つの素子を電気的に測定する方法や、赤外線サーモグラフィーを用
いたイメージング法などが知られている。そこで、TFTアレイの断線欠陥や、各TFT素子の出力特性や
応答速度のばらつきを検査することが必要となる。かかる検査方法として、1つ1つの素子を電気的に測定
する方法や、赤外線サーモグラフィーを用いたイメージング法などが知られている。


以上のような状況を解決するため、有機TFT素子のチャネル層を与える有機半導体薄膜におけるキャリア
の蓄積
の有無を光学的に測定し、TFTアレイ中の断線欠陥を検出、各TFT素子の出力特性、応答速度の
ばらつきを評価
可能な検査装置及びその方法の提供である(下図参照)。そこで、有機TFT素子のチャネ
ル層を与える有機半導
体薄膜におけるキャリアの蓄積の有無を光学的に測定する装置及びその方法である。
各有機TFTにおいてソース
とドレインを短絡させこれとゲートとの間に所定周期で電圧をオン・オフさせ
るとともに、単色光を照射しながら所定
周期に同期させて電圧の印加前後の撮像を行ってこの差イメージを
得ることを特徴とする。

 


【図1】TFTアレイの平面図
【図2】TFTアレイを示す回路図
【図3】CMSイメージング法の図
【図6】有機半導体膜における光透過率の変化率(-ΔT/T)の波長依存性を示すグラフ
【図7】回路図とその状態を示す図
【図9】本発明による装置を示す図

【符号の説明】

1  TFTアレイ 10 有機TFT素子 10a   有機半導体薄膜 12a  ソース・ドレイン電極
12b  ゲート電極 13  ゲート絶縁膜 15  光源 16  光ファイバ 17   色ガラスフィルタ
18  光学レンズ系 20 カメラ 21 バッファメモリ 22  コンピュータ 
30  ファンクションジェネレータ

以上、産総研のこのような技術開発、わたし(たち)の電子器機デバイス(半導体/カラー撮像/受像装
置)事業開発経験から、250億円(100名)事業市場になるだろうと想定していたこともあり、これに太陽
光発電などの新エネルギー・新情報通信・新医療事業を加ええると1千億円事業にも手が届く様相にある。
画像解析上では正/逆フーリエ変換解析に特徴パラメータを利用したダミー関数付加解析法などの研究開
発が必要であるとその当時を振り返り思い返している。いずれにしろこの基礎技術研究は大切な礎となる。
これは面白い。
 

【電動スーパーカー抗争時代 フェラーリが参戦】

昨年11月、テスラは記録的な仕様を持つ次世代ロードスターのプロトタイプを発表により、スーパーカ
ー世界に激震を与えた。将来のスーパーカーの主導権を巡り、フェラーリが研究開発に乗り出す。それに
よると(上写真参照)。フィアット・クライスラーの最高経営責任者(セルジオ・マルキオンヌ:Sergio
Marchionne
)氏は、 テスラを簡単にコピーできると、デトロイトオートショーでブルームバーグとのイン
タビューで述べている。あのフェラーリがいよいよ参戦?!これが事実なら、電動スパーカーの国際的な
レース競技が始まることになるだろうか。そう、自動車産業だけでなく、ネオマテリアル技術とオールエ
レクトロニクス関連各社の技術力競争時代でもある。これも面白い!



● 終活と就活

親戚関係や友人関係に新年早々、変化がありばたばたしていこともあり彼女が今朝面白いことを言ってい
たことを思い出した。「わたしたちは終活時代にあるのよ、その覚悟はあるの?」といささか毒がふくま
れているようではあるが、"エンディング・ノート"、"ターミナル・ケアー"、"ピン・コロ"などのカタカ
ナ語で象徴されるようなことで、それは半面、誰も否定できないが、"人生百歳時代"でもあり、元気な高
齢者が増加社会でもある。自分が納得できるものなら(これまでは考えられないようなことに)人生を語
りながら、さらにそれに磨きをかけ”新しい時間”へのオーダーメイドな仕事に赴く"再就活時代"の幕開
け時代ではないかと、彼女の言葉にインスパイアルし、NHKの試してガッテンの『葉酸(folic acid)パ
ワー』の放送を観ながら未知なる力で駆け抜けるのまた一興であると思い直す。

 20 Folic Acid Foods

 

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