エネルギーと環境 196

2025年03月31日 | 水素物語

彦根市ひこにゃんイラストに対する画像結果
彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【季語と短歌：３月３1日】　

　　　　　　黄塵の月光覗く寝床かな　

　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）　
　
🪄深夜目をさますとカーテンの隙間から愛おしく月が射す。花粉症か
鼻詰まり、のど飴に手を伸ばす。効果があり左の鼻孔は正常に戻り、
朝には双方とも正常にもどった。（笑）

　　　　　　　　　　　　　　　　短歌研究社　2025年　３＋4月号
　永井陽子の二首
　閉ぢ込められてない世界で　　　　　　　　　平出奔　選

つばさ持つものかもしれぬに馬はみな〈馬〉の活字に閉ぢ込められて

にはとりは昔はもっと小さかったよそして気ままに空を飛んだよ

　私たちは、世界は本当はもっともっと広いんだ、と思っていていい
のかもしれなぃ。みたいなことを、永井陽子さんの歌を読んでぃると
思う。この世界の窮屈さや生きづらさという主観的なレベルではなく、
そもそも世界はもっと広い、はずだ、という前提のレベルで。
　掲出一首目、翼を持つ馬、というとペガサスだけれど、ペガサスを
漢字で書くと「天馬」だ。「馬」とだけ書くならやっぱりそれは翼の
ない馬なんじゃないか、と思ったり、掲出二首目に、それはニワトリ
の昔の姿ってぃうか、もう別種の鳥じゃないですかね、と思ったり、
今の私はしてしまう。　でもそういう態度で向き合うのは、そもそも
の世界を挟いと思いすぎているからかもしれなぃ、という気もしてく
る。
　今の世界を狭いと捉えているのは永井さんだってたぶん同じだ。馬
は翼を省かれ「活字に閉ぢ込められて」いるし、「にはとり」は飛べ
なくなっている。
　だけど、本当はもっと広いと思っている。というか、だからこそ、
現実の世界は狭いと捉えざるをえなくなっている、のではないだろう
か。
　掲出一首目では、「馬」の本当の姿を「つばさ持つもの」であると
言っているわけではなくて、そうかもしれない、といっている。あく
までその可能性の提示に留められることで、遂に幻想的な方向にはこ
の歌は行かない。本当はそうかもしれない、という現実的な検討とし
て読者の前にこの思考は届いてくる。
　「馬はみな〈馬〉の活字に閉ぢ込められて」と言われると、たしか
にぎゅうぎゅうに閉じ込められている印象の漢字に見えてくる。姿を
象って生まれたはずの文字が、遂に姿を規定しているように捉えると
いう思考に、独自の世界の見方があるのだと思う。
　掲出二首目では、「にはとりは昔は」そうであったと事実いとして
述べてくる。実際、がってはニワトリの種は飛翔能力を持っていたが、
一説によると人間によって家禽化されることで肥大化し、その飛翔能
力を失ったという。「にはとりは昔はもっと小さかった」も「空を飛
んだ」も事実であると考えよう。その時に注目すべきは「そして気ま
まに」である。
ここだけは、作者がある種、勝手に言っている部分になる。「気まま
に」なんだろうか。外敵から逃れるための飛翔が基本で、そんなに「
気ままに」という感じではなかったのではないだろうか。という疑問
はある。そもそも飛べたと言ってもあまり得意なほうではなかったら
しいし。だけど、こんな難癖ぱこの歌に関係ない。主眼は実際どうで
あるかではなく、このように捉える、というところにある。本当は
「気ままに」飛べるはずだ、という前提の思考がそこにある。
　馬もニワトリも、本当は飛べるはずの本当の世界。それを夢想する
のではなく、承認するのが、この人なんだろう。
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ひらいで・ほん－1996年福岡県生まれ。「塔」、「目芸短歌会」なと
に所属。受官歴に、第63回短歌研究新入賞受賞、第一回三服文学大賞。
歌集『了解』。日本大学芸術学部文芸科在学中。

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永井陽子［ナガイヨウコ］
昭和２６年４月１１日、愛知県瀬戸市城屋敷町に生まれる。昭和４２年４月愛知県立瀬戸
高等学校入学。昭和４４年４月短歌人会入会。昭和４５年３月県立瀬戸高等学校卒業。４月
より愛知県高辻県税事務所勤務。４月愛知県立女子短期大学国文科入学。学内文芸同好会
誌「轍」参加。昭和４６年「太陽の朝餉」５０首、第１７回角川短歌賞候補。昭和４７年
１月短歌人新人賞受賞。３月県立女子短期大学卒業。昭和４９年４月より愛知県立芸術大
学音楽学部勤務。昭和５０年１０月東洋大学国文学科編入学。司書資格取得。昭和５３年
７月歌集『なよたけ拾遺』（短歌人会）刊。第４回現代歌人集会賞受賞。昭和５５年９月
東洋大学卒業。１１月短歌人賞受賞。昭和５６年４月より愛知県立図書館勤務。１月より
短歌人編集委員。６月より現代歌人協会会員。平成１年４月より二年間、愛知県立女子短
期大学非常勤講師として講義。平成６年４月より愛知芸術文化センター勤務。平成７年３
月退職。４月より愛知文教女子短期大学助教授として勤務。７月歌集『てまり唄』（砂子
屋書房）刊。第６回河野愛子賞受賞。平成１１年２月から４０日間肝炎のため入院。１０
月から休職。平成１２年２６日死去※書籍に掲載されている著者及び編者、訳者、監修者、
イラストレーターなどの紹介情報です。

【海水有価物回収水素製造並びに炭素化合物製造事業論 ⑩】

✳️　水素で動く自販機は世界初
1️⃣　特開2022-28450　自動販売機　富士電機株式会社
【要約】下図2のごとく、商用電源１００の電源供給が停止した場合
に用いられる乾電池のバッテリ４３を外部接続するコネクタ４０と、
バッテリ４３による電源供給に切り替える操作を行うキースイッチＫ
ＳＷと、自動販売機１の本体内に設けられ、バッテリ４３に接続して
所望電圧の電源を出力する電源基板４４と、常時オフ状態で、オンに
よってバッテリ４３と電源基板４４とを接続する接続スイッチＳＷと
、バッテリ４３が外部接続された状態でバッテリ４３に接続され、
キースイッチＫＳＷのオンによって接続スイッチＳＷをオンするリレー
回路４と、を備える。非常用電源として乾電池などのバッテリを用い
る場合であっても、バッテリ容量の減少を抑えることができる自動販
売機を提供すること。

図2.　図１に示した自動販売機の制御系を示すブロック図

図1.、本発明の実施の形態である自動販売機の全体構成を示す正面図
【符号の説明】１  自動販売機１ａ  本体キャビネット１ｂ  外扉
  ２  ＡＣ／ＤＣコンバータ４  リレー回路１０  自動販売機主制御部
  １０ａ  販売制御部１０ｂ  商品管理部１１  表示操作部
  １２  商品選択ボタン１３  表示部１４  コインメカニズム
  １５  ビルバリデータ１６  電子マネーリーダライタ１７  通信部
  １８  リモコン２０  本体制御部２１  冷熱装置２２  搬出装置
  ３０  シリンダ錠３１  硬貨投入口３３  紙幣挿入口３４  硬貨返却口
  ３５  取出口３６  電子マネーリーダライタ４０，４１，６１～６８  コネクタ
  ４２  電池ボックス４３  バッテリ４３ａ，４３ｂ  接続切替部
  ４４  電源基板４５  残量表示部４６  残数表示部４６ａ  液晶表示部
  ５０  乾電池５１  電圧変換部５２  残量検知部５３  残数検知部
  ５４  表示処理部５５  通知部５６  自動切替部６９  ジャンパー線
  ７０  ダミー乾電池７１～７６  小電池ボックス１００  商用電源
  １０１  補助キー１１１  ポップアップハンドル１１２  展示室
  １１４  電照板１１５  ステージＤ  商品見本ＫＳＷ  キースイッチ
  ＳＷ  接続スイッチ
【発明の効果】また、本発明によれば、非常用電源として乾電池な
どのバッテリを用いる場合であっても、バッテリ容量の減少を抑える
ことができる。
✳️　燃料電池　特開2025-2921　】燃料電池発電装置　富士電機株式
会社（拒絶通知）
【要約】下図1のごとく、第１方向に長手方向を有するパレットと、
第１方向の第１側の上部に取り付けられ、燃料電池ユニットと、第１
方向の第１側と反対側である第２側の上部に取り付けられ、補機ユニ
ットと、を備え、パレットは、第１方向に延び、上部の第１側に燃料
電池ユニットが載置される第１載置部と、上部の第２側に補機ユニッ
トが載置される第２載置部と、を有し、第１側が開放された空間を有
する第１枠部材と、第１枠部材から第１方向に交差する第２方向に離
隔し、第１方向に延び、上部の第１側に燃料電池ユニットが載置され
る第３載置部と、上部の第２側に補機ユニットが載置される第４載置
部と、を有し、第１側が開放された空間を有する第２枠部材と、第１
枠部材と第２枠部材とを連結する連結部材と、を備える燃料電池発電
装置。
【発明の効果】本開示の燃料電池発電装置によれば、燃料電池ユニ
ット及び補機ユニットを一体で運搬できる。

【符号の説明】１  燃料電池発電装置１０  燃料電池ユニット　２０
補機ユニット　２０ｆ  枠　２１、２２  熱交換器　２３、２４  リザ
ーバータンク　２５  イオン交換器　２５ａ  脱気部　２６  エアフィ
ルタ　２７  電気回路ボックス　３０  パレット　３１、３２  角パイプ
３１Ａ、３１Ｂ、３２Ａ、３２Ｂ  載置部　３３ａ、３３ｂ、３３ｃ
連結部材　４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ  絶縁部材

✳️　窒素酸化物除去方法（触媒法）
1️⃣1999年4月6日　窒素酸化物除去用酸化物触媒材料並　京セラ株式会社
【要約】ＧａとＰｄを主たる金属元素として含有する酸化物で、Ｐｄ
Ｏとβ－Ｇａ₂Ｏ₃の結晶相を主として構成され、前記酸化物中のＧａ
とＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０～５．０である窒素酸化物除
去用酸化物触媒材料であり、該窒素酸化物除去用酸化物触媒材料をＮ
Ｏを含む酸化性の排気ガスと接触させ、該排気ガス中のＮＯを還元剤
を用いずにＮ₂とＯ₂に直接分解する。工場や発電所等の固定発生源及
び自動車に代表される移動発生源の排気ガス中に含まれるＮＯを、
６００℃を超えて８００℃にも及ぶ高温の酸化性雰囲気の排気ガス条
件下でも、還元剤を用いずに直接、Ｎ₂とＯ₂に分解除去することが
できる有用な酸化物触媒材料並びにそれを用いた窒素酸化物の除去方
法を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛及び酸化マグ
ネシウムの少なくとも１種の金属酸化物にパラジウムが固定されてい
ることを特徴とする窒素酸化物除去用触媒。
【請求項２】パラジウムの固定量が、０．０１～３０重量％である請
求項１記載の窒素酸化物除去用触媒。
【請求項３】金属系担体及び金属酸化物系担体の少なくとも１種に担
持されている請求項１記載の窒素酸化物除去用触媒。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の触媒を水素の存在下
で窒素酸化物含有ガスと接触させることを特徴とする窒素酸化物除去
方法。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載の触媒に、水素含有ガ
スと窒素酸化物含有ガスとを接触させることを特徴とする窒素酸化物
除去方法。

【図１】本発明の窒素酸化物除去用酸化物触媒材料の代表的なＸ線回折測定結果を示すＸ
線回折図である。
【発明の効果】以上、詳述したように本発明の窒素酸化物除去用酸化
物触媒材料並びに窒素酸化物除去方法によれば、本発明の酸化物触媒
材料は、ＧａとＰｄを主たる金属元素として含有する酸化物で、Ｐｄ
Ｏとβ－Ｇａ₂Ｏ₃を主たる結晶相として構成され、前記酸化物中のＧａ
とＰｄの原子比（Ｇａ／Ｐｄ）が１．０～５．０であることを特徴と
するものであり、前記酸化物触媒材料とＮＯを含む還元ガスが存在し
ない酸化性排気ガスを接触させることにより、４００～８００℃の温
度範囲でもＮＯがＮ₂とＯ₂に直接分解され、高温下でも十分なＮＯ分
解活性能力を有していることから、工場や発電所等の固定発生源は勿
論、自動車等の移動発生源からの排気ガス中に含まれるＮＯを有効に
分解除去することができる。【００３９】その結果、省エネルギー、
省資源及び地球温暖化防止を目標として開発される今後のリーンバー
ンエンジン等の各種内燃機関の排気ガスをはじめ、ＮＯを含有する各
種有害物質の浄化に極めて有用なものとなる。

2️⃣ 特開1998－33052293　窒素酸化物除去用触媒及び窒素酸化物除
去方法　工業技術院大阪工業技術研究所長
【要約】酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛及び酸化マグネシ
ウムの少なくとも１種の金属酸化物にパラジウムが固定されているこ
とを特徴とする窒素酸化物除去用触媒。比較的低温で、かつ水及び酸
素が存在していも優れた触媒作用を発揮する窒素酸化物除去用触媒を
提供することを主な目的とする。

表１及び２の結果より、同一の触媒（試料Ｎｏ．１及び２）を用いて
も、二股石英管を用いて一酸化窒素含有ガスと水素含有ガスを分けて
供給する方法の方がより効率的に窒素酸化物を除去できることがわか
る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛及び酸化マグ
ネシウムの少なくとも１種の金属酸化物にパラジウムが固定されてい
ることを特徴とする窒素酸化物除去用触媒。
【請求項２】パラジウムの固定量が、０．０１～３０重量％である請
求項１記載の窒素酸化物除去用触媒。
【請求項３】金属系担体及び金属酸化物系担体の少なくとも１種に担
持されている請求項１記載の窒素酸化物除去用触媒。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の触媒を水素の存在下
で窒素酸化物含有ガスと接触させることを特徴とする窒素酸化物除去
方法。
【請求項５】請求項１乃至３のいずれかに記載の触媒に、水素含有ガ
スと窒素酸化物含有ガスとを接触させることを特徴とする窒素酸化物
除去方法。
【要約】本発明の窒素酸化物の除去方法は、一酸化窒素および二酸化
窒素よりなる群から選ばれる少なくとも一種の窒素酸化物と酸素を含
有する排ガスを、無触媒下、９００℃以上の温度で０．５秒以上アン
モニアと接触させて、窒素酸化物を分解するものである。本発明の方
法によれば、窒素酸化物を高効率で除去できるとともに、未反応のア
ンモニアを大きく低減することができる

✳️　WO2013065850A1　窒素酸化物の除去方法　神戸製鋼
　本発明の窒素酸化物の除去方法は、一酸化窒素および二酸化窒素よ
りなる群から選ばれる少なくとも一種の窒素酸化物と酸素を含有する
排ガスを、無触媒下、９００℃以上の温度で０．５秒以上アンモニア
と接触させて、窒素酸化物を分解するものである。本発明の方法によ
れば、窒素酸化物を高効率で除去できるとともに、未反応のアンモニ
アを大きく低減することができる。

🪄触媒法（+熱・圧力）で除去可能。コスパ・希少物質・災害などの
　評価クリアを前提で処理可能だと考えられる。

✳️　水素貯蔵方法及び装置　
1️⃣　特開平５－２６３９９６　水素貯蔵方法及びその装置マツダ株式会社
2️⃣ 特開平06-115901　水素貯蔵物質、装置及びその利用プルソタム  ジェナ
3️⃣　特開2024-178692　水素吸蔵・放出システム　清水建設株式会社他
【要約】下図1の如く、水素吸蔵合金１１ａを収容し、水素吸蔵合金
１１ａから水素を外部へ放出可能な第１の水素吸蔵合金タンク１１と、
水素吸蔵合金１２ａを収容し、第１の水素吸蔵合金タンク１１との間
で水素を授受可能にされた第２の水素吸蔵合金タンク１２と、第１の
水素吸蔵合金タンク１１の温度調節を行う熱媒を加温・冷却する第
１の加温冷却装置２１と、第２の水素吸蔵合金タンク１２の温度調節
を行う熱媒を加温・冷却する第２の加温冷却装置２２と、を含む水素
吸蔵・放出システムであって、第１の水素吸蔵合金タンク１１は、第
２の水素吸蔵合金タンク１２に比べて水素吸蔵容量が小さいことを特
徴とする、水素吸蔵・放出システム１。

【符号の説明】１，２  水素吸蔵・放出システム１１  第１の水素吸
蔵合金タンク１１ａ，１２ａ，１３ａ  水素吸蔵合金１２  第２の水
素吸蔵合金タンク１３  第３の水素吸蔵合金タンク２１  第１の加温
冷却装置２１ａ，２２ａ，２３ａ  熱媒２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ  熱
媒流路２２  第２の加温冷却装置２３  第３の加温冷却装置３０  三
方弁３１，４１  水素流路切替器Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４  水素流路
  Ｖ１，Ｖ２  開閉弁
【発明の効果】本発明によれば、小さな能力の加温・冷却設備を用
いた場合であっても、輸送された水素を急速充填することを可能とし
た水素吸蔵・放出システムを提供できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】  水素吸蔵合金を収容し、前記水素吸蔵合金から水素を
外部へ放出可能な第１の水素吸蔵合金タンクと、  水素吸蔵合金を収
容し、前記第１の水素吸蔵合金タンクとの間で水素を授受可能にされ
た第２の水素吸蔵合金タンクと、前記第１の水素吸蔵合金タンクの
温度調節を行う熱媒を加温・冷却する第１の加温冷却装置と、前記第
２の水素吸蔵合金タンクの温度調節を行う熱媒を加温・冷却する第２
の加温冷却装置と、を含む水素吸蔵・放出システムであって、前記
第１の水素吸蔵合金タンクは、前記第２の水素吸蔵合金タンクに比べ
て水素吸蔵容量が小さいことを特徴とする、水素吸蔵・放出システム。
【請求項２】前記第１の水素吸蔵合金タンクは、外部から水素を受け
入れ可能とされている、請求項１に記載の水素吸蔵・放出システム。
【請求項３】  水素吸蔵合金を収容し、水素を外部へ放出可能な第３
の水素吸蔵合金タンクと、前記第３の水素吸蔵合金タンクの温度調節
を行う熱媒を加温・冷却する第３の加温冷却装置と、をさらに備え、
前記第１の水素吸蔵合金タンク及び前記第３の水素吸蔵合金タンクは、
それぞれ前記第２の水素吸蔵合金タンクと水素を授受可能とされてお
り、前記第２の水素吸蔵合金タンクに比べていずれも水素吸蔵容量が
小さいことを特徴とする、請求項１に記載の水素吸蔵・放出システム。
【請求項４】前記第１の水素吸蔵合金タンクは水素を外部から受け
入れ可能としつつ、前記第３の水素吸蔵合金タンクから前記第２の水
素吸蔵合金タンクへ水素を供給可能とされていることを特徴とする、
請求項３に記載の水素吸蔵・放出システム。
【請求項５】前記第１の水素吸蔵合金タンクの水素吸蔵合金を冷却
する熱媒を生成する前記第１の加温冷却装置と、前記第３の水素吸蔵
合金タンクの水素吸蔵合金を加温する熱媒を生成する前記第３の加温
冷却装置との間で熱交換を行い、外部からの水素を前記第１の水素吸
蔵合金タンクの水素吸蔵合金に吸蔵させつつ、前記第３の水素吸蔵合
金タンクの水素吸蔵合金から放出された水素を前記第２の水素吸蔵合
金タンクへ供給することを特徴とする、請求項４に記載の水素吸蔵・
放出システム。
5️⃣　特許第7626885号　エネルギー利用システム及び管理装置　ミ
サワホーム株式会社

🪄水素貯蔵のコスパは、水素製造のそれと同意義性を抱え、安全・
安心と匹敵する課題である。ここがクリアできれば「エネルギー革命」
は達成できる。　　　　　　　　　　　　　　　　　　

『リスト：ピアノ協奏曲第1番』

●今日の言葉：呼ぶ喜び　呼ばれる嬉しさ
　　Talking to someone for the nrst time takes courage，
　　but can also be the beginning of a good relationship･

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

エネルギーと環境 195

2025年03月30日 | ネオコンバ－テック

彦根市ひこにゃんイラストに対する画像結果
彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

【季語と短歌：３月３０日】　　　　　　

　　　　　　　　霾ぐもる十王の泉蕭々と　

　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）

2000年に発売したキユーピー深煎りごまドレッシングに重宝したこと
があった。市販のサラダパックのワカメが生臭いので、冷蔵庫のあっｔ
た「キユーピー深煎りごまドレッシング」を振りかけ食べたら申し分
なくどうなっているのかチェック。｜深煎りごまドレッシングは、「
香り」にこだわっているのが一番の特徴だという。「深煎り」「高い
焙煎鮮度」「挽きたて」のごまの香りをドレッシングに封じ込める、
というシンプルな発想。
🪄味の素・日清・キュ

ーピー三大日本食品企業ですね。わたしの好き
な日本蕎麦。嬉しいですね！

1️⃣　特許第7649405号　酸性乳化液状調味料　キユーピー株式会社
(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】カロリーが２００ｋｃａｌ／１００ｇ以下であり、かつ、
胡麻、食用油脂、卵黄、酢酸、及び高甘味度甘味料を含む、酸性乳化
液状調味料であって、
  前記胡麻が、擦り胡麻及び練り胡麻を含み、
  前記胡麻の含有量が、乾物換算で、前記酸性乳化液状調味料の全量に
対して１．０質量％以上１５質量％以下であり、
  前記擦り胡麻及び前記練り胡麻の合計含有量が、乾物換算で、前記酸
性乳化液状調味料の全量に対して０．５質量％以上であり、
  前記食用油脂の含有量が、前記酸性乳化液状調味料の全量に対して
３．０質量％以上２０質量％以下であり、前記卵黄の含有量が、生換
算で、前記食用油脂１質量部に対して０．０１０質量部以上０．１０
質量部以下であり、
  前記酸性乳化液状調味料の全量から前記食用油脂の含有量を除いた量
を水相の量とした場合に、前記酢酸の含有量が、前記水相１００質量
部に対して０．３０質量部以上０．８５質量部以下であることを特徴
とする、酸性乳化液状調味料（但し、脱脂卵黄の加水分解物と卵白酵
素分解物とを含む酸性乳化液状調味料、及び、醤油諸味ペーストを含
む酸性乳化液状調味料を除く）。
【請求項２】  カロリーが２００ｋｃａｌ／１００ｇ以下であり、かつ
、胡麻、食用油脂、卵黄、酢酸、及び高甘味度甘味料を含む、酸性乳
化液状調味料であって、  前記胡麻が、擦り胡麻及び練り胡麻を含み、
  前記胡麻の含有量が、乾物換算で、前記酸性乳化液状調味料の全量に
対して１．０質量％以上１５質量％以下であり、
  前記擦り胡麻及び前記練り胡麻の合計含有量が、乾物換算で、前記酸
性乳化液状調味料の全量に対して０．５質量％以上１０質量％以下であり、
  前記食用油脂の含有量が、前記酸性乳化液状調味料の全量に対して３．０
質量％以上２０質量％以下であり、前記卵黄の含有量が、生換算で、前
記食用油脂１質量部に対して０．０１０質量部以上０．１０質量部以
下であり、前記酸性乳化液状調味料の全量から前記食用油脂の含有量
を除いた量を水相の量とした場合に、前記酢酸の含有量が、前記水相
１００質量部に対して０．３０質量部以上０．８５質量部以下である
ことを特徴とする、酸性乳化液状調味料。
【請求項３】前記練り胡麻の含有量が、乾物換算で、前記擦り胡麻及
び前記練り胡麻の合計１００質量部に対して５質量部以上５０質量部
以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の酸性乳化液
状調味料。
【請求項４】前記胡麻の含有量が、乾物換算で、前記酸性乳化液状調
味料の全量に対して３．０質量％以上１３質量％以下であることを特
徴とする、請求項１または２に記載の酸性乳化液状調味料。
【請求項５】前記食用油脂の含有量が、前記酸性乳化液状調味料の全
量に対して４．０質量％以上１５質量％以下であることを特徴とする、
  請求項１または２に記載の酸性乳化液状調味料。
【請求項６】カラメルソースをさらに含むことを特徴とする、請求
項１または２に記載の酸性乳化液状調味料。
【請求項７】前記カラメルソースの含有量の前記練り胡麻の含有量に
対する比が、０．０１以上０．５０以下であることを特徴とする、
  請求項６に記載の酸性乳化液状調味料。
【請求項８】前記高甘味度甘味料が、ステビア、スクラロース、アス
パルテーム、アドバンテーム、ネオテーム、及びアセスルファムカリ
ウムからなる群から選択される少なくとも１種であることを特徴とする、
  請求項１または２に記載の酸性乳化液状調味料。
【請求項９】前記高甘味度甘味料の含有量が、前記酸性乳化液状調味
料の全量に対して０．００１質量％以上０．１質量％以下であることを
特徴とする、請求項１または２に記載の酸性乳化液状調味料。
【請求項１０】前記酸性乳化液状調味料のｐＨが３．５以上５．０以
下であることを特徴とする、請求項１または２に記載の酸性乳化液状
調味料。
【請求項１１】前記酸性乳化液状調味料の２０℃における粘度が、
５００ｍＰａ・ｓ以上５５００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする、
  請求項１または２に記載の酸性乳化液状調味料。
表1.

🪄結論！秘密の万能ごまだれドレッシング誕生　『募集！ごまだれレシピ』

出典：東北電力上越火力発電所の発電出力グラフ。再エネの出力の変動に合わせ
出力を細かく調整=2024年10月2日、新潟県上越市、中島嘉克撮影（via 朝日新聞）

✳️ 再エネの「出力制御」女川2号機の営業運転再開
東北電力管内で今月から、太陽光や風力など再生可能エネルギーの発
電を一時的に止める「出力制御」が行われている。電気の発電量と使
用量をそろえるために必要とされる措置で、暖かくなって電気の需要
のピークが過ぎたことが背景にある。女川原発（宮城県女川町、石巻
市）2号機の営業運転再開後、再エネの出力制御は初めて。出力制御は
各地の電力会社が実施しており、東北電は東北6県と新潟県が対象エリ
ア。電気は発電量と使用量が一致しないと大停電につながるため、再
エネの受け入れを一部制限せざるを得ない状況があるとされる。暖房
や空調などの使用が減る春秋に起きやすい。

東北電力ネットワークのHPによると、3月1日に再エネの受け入れを一
部制限。エリア内の需要や北海道・関東への送電などで必要な1319万
キロワットを超えた分を制限し、制御量は54万キロワットだった。そ
の後も14日に66万キロワット、22日に155万キロワット、23日に346
万キロワット、25日に53万キロワットを制御した（28日現在）。

東北電ネットは2022年4月から再エネの出力制御を実施。太陽光や風
力など再エネの接続量の増加に伴い、出力制御量も年々増える傾向に
ある。　電力余剰時の国のルールでは、出力制御の順番は「火力→バ
イオマス→太陽光・風力」。原発と水力、地熱は「長期固定電源」で、
順番としては最後に位置づけている。

出典　東北電力東新潟火力発電所=2024年10月1日、新潟県聖籠町（via　朝日新聞）

東北電は昨年10月、女川2号機を再稼働し、12月からは営業運転を再
開した。2号機の出力は82・5万キロワット。長期固定電源の原発が営
業運転を始めたことで、再エネの出力制御量が今後さらに増えていく
のではないかという見方がある。

東北電ネットはこうした見方に対し「再エネの出力制御量は気象条件
や需要状況などによって変わるため一概には言えない」としつつ「2
号機の再稼働後は、これまで原子力の代わりにベース電源として運転
していた火力発電所を停止することが考えられる」としたという。

✳️　ペロブスカイト太陽電池から鉛を除去 ⓵

図1 ペロブスカイト太陽電池モジュールのリサイクルのロードマップ。
a エンキャプスulatedペロブスカイト太陽電池モジュールが剥離され、
MHPがDMFによって溶解された。b DMF中の鉛イオンはカルボン酸カ
チオン交換樹脂によって除去された。c 樹脂に吸着された鉛イオンは
HNO3による樹脂再生プロセスを経て水溶液に放出された。d Pb
(NO3)2を含む溶液にNaIを注ぐことでPbI2が沈殿した。e リサイクル
材料に基づくモジュール再製作。

1️⃣要約
ペロブスカイト太陽光モジュールからの鉛と透明導体のリサイクル
【要約】ペロブスカイト太陽電池は、太陽エネルギーのコストを削減
するために、シリコン太陽電池と提携または競合する共通の基盤を増
やしているが、この技術の運命を左右する可能性のある有毒鉛(Pb)の
費用対効果の高い廃棄物管理はまだ開発されていなかったません。こ
こでは、ペロブスカイト太陽電池モジュールが有毒な鉛や貴重な透明
導体をリサイクルして環境を保護し、リサイクル材料から劇的な経済
的利益を生み出すための使用済み材料管理について報告する。鉛は、
弱酸性の陽イオン交換樹脂によって廃止されたモジュールから分離さ
れ、これは、99.2%のリサイクル効率で、再利用のためにPbI2として
沈殿させる前に可溶性Pb(NO3)2として放出される可能性がある。
熱層間剥離は、カプセル化されたモジュールを無傷の透明導体とカバ
ーガラスで分解。リサイクルされたヨウ化鉛とリサイクルされた透明
導体をベースにした再生デバイスは、新鮮な原材料をベースにしたデ
バイスと同等の性能を示す。コスト分析によると、このリサイクル技
術は経済的に魅力的である。

リサイクルロードマップ
ペロブスカイト太陽電池モジュールから有毒な鉛と貴重なガラス基板
をリサイクルするためのロードマップ案を図1に示す。1. カプセル化さ
れたペロブスカイト太陽電池モジュールを層間剥離した後、ペロブス
カイト層の鉛はジメチルホルムアミド(DMF)などの有機溶媒に溶解す
る。鉛イオンは、最初に鉛吸着剤に吸着されて有機溶媒中の鉛を完全
に除去し、次にクリーンな溶媒に放出され、続いてPbIに沈殿します再
利用のため。本研究では、廃棄されたペロブスカイト太陽電池モジュー
ルの鉛をリサイクルするための吸着剤として、カルボン酸陽イオン交
換樹脂を選択した。樹脂への鉛吸着プロセスとリード放出プロセスは、
H⁺イオンとPb⁺²　のイオン交換に基づいている。

$2R-COOH+Pb2+\leftrightarrow(R-COO)2Pb+2H+">$ (1)

2️⃣モジュールの層間剥離
使用済みのペロブスカイト太陽電池モジュールをリサイクルするため
の最初のステップは、封止されたモジュールを分解してペロブスカイ
ト層を露出させる層間剥離技術を開発する。ここでは、インジウムスズ
酸化物(ITO)ガラス上に作製され、別のガラスと封止材で封止されたペ
ロブスカイトモジュール構造について考える。ペロブスカイト太陽電
池の既存の封止材には、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、サーリン、
ポリイソブチレン、ポリウレタンなどがあり、水分、酸素、その他の
危険の透過を効果的に防ぐことができる背面カバーガラスもある。こ
れは、市販のペロブスカイト太陽電池モジュールの中で最も安定性の
高い構造であり、この研究に選ばれました。

その結果、高温での短時間の熱処理により、カプセル化されたペロブ
スカイト太陽電池モジュールを効果的に分解し、無傷のITOガラスと裏
蓋ガラスの両方を得ることができることを発見。250°Cで2分間の熱ス
トレスを受けた後、ポリマー封止材が溶融し、電子輸送層(ETL)とエポ
キシ樹脂などの金属電極の界面でペロブスカイト太陽電池モジュール
を剥離するひずみが生じた(図2)。ハロゲン化鉛ペロブスカイト膜と
ETLはITO/ガラス側に留まり、ETLを1,2-ジクロロベンゼン(DCB)で洗
浄し、ハロゲン化鉛ペロブスカイトをDMFに溶解して鉛をリサイクル
した(図2)。
2b).正孔輸送層やその他の残留物を洗い流した後、ITO/ガラスはモジ
ュールの再製造に再利用できる。リサイクル処理後、ITO/ガラス基板
に顕著な導電率変化は見られませんでした。250°Cで1時間アニールし
た後でも、ITO/ガラスの導電率は14.6 Ω/sqから15.2 Ω/sqにわずかに
増加しただけである(図2)。封止剤を含むCrおよびCu電極は、裏蓋ガラ
ス側に留まり、上面の30nmのCr層が黒色を誘発し、熱応力後に電極/
封止膜がウィンクルを形成しました(図2c)。封止材と金属電極は、封
止材がまだ柔らかいときにナイフで削り取り、その後、裏蓋ガラスを
洗浄して再利用した。

図２.エンキャプセルされたペロブスカイト太陽モジュールの熱剥離。
a 電子輸送層と金属電極の界面での剥離の模式図。b エンキャプセルさ
れたペロブスカイト太陽モジュールの写真、ITO/ガラス側および背面
カバーガラス側で剥離したモジュール、クリーニング後のリサイクル
されたITO/ガラスおよびカバーガラス。前面ガラスのサイズは8.5 cm×
6.5 cmです。c 大気中で250℃で1時間の熱アニール後のITO/ガラス基
板のシート抵抗の変化。

2️⃣鉛リサイクル用の陽イオン交換樹脂
ペロブスカイト太陽電池モジュールから有毒な鉛と貴重なガラス基板
をリサイクルするためのロードマップ案を図1に示す。1. カプセル化さ
れたペロブスカイト太陽電池モジュールを層間剥離した後、ペロブス
カイト層の鉛はジメチルホルムアミド(DMF)などの有機溶媒に溶解。
鉛イオンは、最初に鉛吸着剤に吸着されて有機溶媒中の鉛を完全に除
去し、次にクリーンな溶媒に放出され、続いてPbI₂に沈殿・再利用。
本研究では、廃棄されたペロブスカイト太陽電池モジュールの鉛をリ
サイクルするための吸着剤として、カルボン酸陽イオン交換樹脂を選
択。樹脂への鉛吸着プロセスとリード放出プロセスは、H⁺イオンとPb²⁺のイオンイオン交換に基づく：
イオン交換プロセスは可逆反応であることに留意されたい。溶液中の
高濃度のHイオンは、式(1)の平衡を逆転させる可能性があり、これは
樹脂再生プロセスであるため、鉛の放出に使用できます。陽イオン交
換樹脂の代表的な再生剤は、高濃度のHClまたはH⁺ですだから酸性溶
液。PbCl₂の検討およびPbSO₄水溶液への溶解度が低く、HClとHによ
る再生だから放出されたPbを直接沈殿させる可能性がある。イオンを
PbCl₂およびPbSO₄それぞれ、リード線を樹脂で分離するのが困難にな
る。ここでは、HNO₃を選ぶた吸着した鉛イオンを水溶性Pb(NO₃)₂と
して放出する再生剤としての水溶液).なぜなら、PbI₂は、高効率のペロ
ブスカイト太陽電池のほとんどの主要な鉛源であり、再利用のための
リサイクル鉛の最良の形態はPbI₂_。したがって、リード線はPb(NO₃)2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　から変換されるPbIへ水溶液への溶解度の違いによる低コストのNaIの添
加による沈殿する。

廃液からの鉛吸着効率が高く、鉛の放出率が高い材料を見つけること
は、効率的な鉛リサイクルのために重要である。これまでに、ペロブ
スカイト層と電極に陽イオン交換樹脂層を組み込むことで、モジュー
ルが壊れた際の鉛漏れを効果的に回避できることを実証。このとき、
スルホン酸と鉛が強結合した強酸性陽イオン交換樹脂は、優れた鉛ト
ラップ効果を示した^21,22.まずは、ペロブスカイトモジュールの動作
寿命中に鉛を保持できる鉛吸着剤の実証から始めたいと思います。し
かし、リードサイクリング用のリードアブソーバーの選択は、リード
との適切な結合強度を持つリードアブソーバーが好ましい場合、この
場合はリードイオンを放出する必要があるため、リードトラップの以
前の研究とは異なることがわかりました。図3a-bは、ゲルおよびマク
ロポーラス(MP)マトリックス構造に基づくカルボン酸官能基を有する
弱酸性カチオン(WAC)交換樹脂と、ゲルおよびMPマトリックスに基づ
くスルホン酸官能基を有する強酸性カチオン(SAC)交換樹脂を用いた鉛
リサイクル性能を比較したもの。10mLの4mM PbI₂の場合(鉛濃度830
ppm)のDMFでは、4種類の陽イオン交換樹脂全てがPb²⁺を99.2%以上
吸着したDMF溶液からのイオンを1 gの樹脂と20時間撹拌した後(図2)。
初期鉛濃度を40 mMに増加させると、WACゲルの鉛吸着率は95%とい
う高いままであったが、他の3つの陽イオン交換樹脂の鉛吸着率は80%
未満に低下した(図3a)。

3a).HNOを使用したリードリースプロセスの場合₃再生、図。図3bは、
カルボン酸陽イオン交換樹脂WACゲルとWAC-MPの両方が吸着したPb²⁺
の大部分を放出したことを示していますHNOの濃度が₃再生剤は0.1
6Mを超えている。しかし、スルホン酸陽イオン交換樹脂であるSAC-
gelとSAC-MPは、HNOの濃度が₃リジェネラントは最大2Mでした(図2)。
3b)。

a 鉛吸着比 10 mL PbI の異なる濃度₂1 gの陽イオン交換樹脂と20時間
攪拌した後のDMF溶液 b 異なる濃度のHNO下での1 gの陽イオン交換
樹脂の鉛放出比₃30分間のc吸着速度と(d)異なる初期Pb濃度でのWAC
-gel樹脂への鉛吸着のための二次速度論的適合。e 吸着鉛量と平衡Pb²⁺
の関係DMF溶液中のイオン濃度、3日間吸着後。f WAC-gel の 1 回処
理と 3 回の処理による DMF 中の 40 mM リード 10 mL のリード吸着。
1gのWACゲルで20時間単回処理を行った。1gのWACゲルで1時間、次
いで左のPbI₂で3回の処理を行った溶液を2回目と3回目の処理のために
1gの新鮮な樹脂に移した。g 混合後の溶液中の鉛濃度 0.04 M Pb(NO₃)₂体積比の異なる1.5 M NaI。挿入図は、1.5 M NaI溶液をPb(NO)に滴下
した写真。₃)₂溶液を含んでいます。h 40 mM PbI₂ 10 mL のリードリ
サイクル率WAC-gelによるDMFの3つの処理、HNO₃によるリード放出
溶液を30分間保存し、NaI溶液との反応によりリード変換を行う。(a)、
(b)、(c)、(f)、(g)の誤差バーは、3つのサンプルの標準偏差を表してい
る。
WAC樹脂は、吸着プロセスでの高いリード除去率と再生プロセスでの
高いリード放出率を両立させるためには、WAC樹脂の総容量が大きく、
水素イオンに対する高い親和性を持つことが重要。H⁺とPb²⁺のイオン
交換式(1)に示すように可逆反応を起こし、平衡定数は次のように定義
できる。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　以下省略
【掲載論文】
Chen, B., Fei, C., Chen, S. et al. Recycling lead and transparent
Nature Communications volume 12, Article number: 5859 (2021)
https://doi.org/10.1038/s41467-021-26121-1

Supplementary Information for Recycling Lead and Transparent
Conductors from Perovskite Solar Modules
Bo Chen1, Chengbin Fei1, Shangshang Chen1, Hangyu Gu1, Xun Xiao1,
Jinsong Huang1, * 1Department of Applied Physical Sciences, University
of North Carolina at Chapel Hill, Chapel Hill, NC 27599, USA
*Correspondence to J.H. (email: jhuang@unc.edu)
------------------------------------------------------------------------------
【関連情報】
July, 27, 2021, Lausanne--ペロブスカイトソーラセルは､太陽エネルギ
ー収集の極めて有望なソリューションであるが、鉛を含んでいる｡鉛は
有毒で､環境災害や深刻な健康災害を引き起こす｡EPFL研究者は､透明リ
ン酸塩を加えることで非常にエレガントで効率的なソリューションを見
いだした｡これは､光変換効率を妨げることなく､太陽パネル故障の場合
に､土壌へ鉛が溶け出さないようにする｡

｢ペロブスカイトソーラセルの太陽エネルギーの電気変換は､信じられ
ないほど高く､25％である｡これは現在､最高のシリコンソーラセルに迫
る｣とEPFL基礎科学学部､László Forróは説明している｡｢しかし､その主
要元素は鉛である｡鉛は毒だ｡ソーラパネルが壊れたら､鉛を土壌に流出
させ､食物連鎖に入り､重病の原因となる｣｡

問題は､ほとんどのハロゲン化ペロブスカイトで鉛が水に溶けることだ
｡この水溶性､他の溶剤における可溶性は､実際、大きな優位性である｡そ
れが､ペロブスカイトソーラパネル構築を簡素に安価にする他に性能の
良さも伴っているからである｡しかし鉛の水溶性は､パネルが壊れたり
雨に濡れた場合などに、現実の環境および健康被害を引き起こす｡

したがって､鉛は､それが土壌に達する前に取り込まれなければならな
い｡この問題は、多くの研究対象となった｡規制当局がペロブスカイト
ソーラセルの大規模商用製造を承認するための主要な障害になってい
るからである｡しかし､非水溶性､鉛フリーペロブスカイトの合成は､パ
フォーマンス低下となった｡

今回､Forróのグループは､エレガントで効率的なソリューションを考案
した｡ここでは透明リン酸塩が関与する｡透明リン酸塩は太陽光をブロ
ックしないので､パフォーマンスに影響を与えない｡また､ソーラパネル
が壊れたら､リン酸塩は、直ちに鉛と反応して､非水溶性化合物を生成
し､土壌に流出しないので､リサイクルできる｡研究成果は､ACS Applied
Materials & Interfacesに発表された｡

論文の筆頭著者､Endre Horváthは｢数年前､肥料のような､安価で透明な
リン酸塩結晶が､サンドイッチのようなハロゲン化ペロブスカイトデバ
イスの様々な部分に､フォトディテクタ､LEDsあるいは太陽電池のよう
に組みこめることを発見した｡これらの塩は､水が存在すると､直ちに鉛
イオンと反応し､極端な非水溶性鉛リン酸塩になる｣と説明している｡

｢フェイルセーフ化学は､鉛イオンが浸出しないようにし､ペロブスカイ
トデバイスが環境あるいは､人の近くで安全に利用できるようにする｣
と化学者､Márton Kollárはコメントしている｡

｢このアプローチを使って機能フォトディテクタを構築できることをわ
れわれは示した｡ソーラセルやLEDsのような､様々なデバイスに取り組
んでいる広範な研究者およびR&Dセンタがそれぞれのプロトタイプに
それを実装することを提案する｣と高感度フォトディテクタを特性評価
しているPavao Andričevićは､話している｡
(詳細は､https://actu.epfl.ch/)

🪄リサイクル工程は、今後の日本社会を加味し、「自動処理システム」
として設計を前提とする。

　　　『ブラームス：ピアノ協奏曲第２番』

今日の言葉：

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

エネルギーと環境 194

2025年03月29日 | ネオコンバ－テック

彦根市ひこにゃんイラストに対する画像結果
彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

✳️「視力回復」に役立つ目の細胞

Boosted lymphatic vessels, showing the vessels in green
and the meninges tissue in blue.
✳️ 脳老廃物除去でマウスの記憶力劇的改善

✳️　光触媒・水電解・産総研：最新特許事例
1️⃣特開2024-10721　光触媒およびその製造方法、ならびに光触媒を
用いた酸素製造方法および水素製造方法（審査中）産総研
【要約】光触媒は、ＢｉＶＯ_４を含有する担体と、担体に担持され、
ヘキサゴナル相を備えるＷＯ_３を有する。光触媒の製造方法は、ビス
マス塩とバナジウム塩を液体中で撹拌して溶液または懸濁液を得る混
合工程と、溶液または懸濁液にタングステン塩を添加し、さらに撹拌
して、ＢｉＶＯ_４を含有する担体と、担体に担持されたＷＯ_３とを有
する光触媒の分散液を得る分散工程を有する。酸性下でも光触媒活性
が発揮できる光触媒を提供。（掲載済み）

2️⃣特開2023-54701　円筒型光触媒セル（産総研）日鉄ケミカル＆マ
テリアル株式会社他（審査中）
【要約】下図1のごとく、内径Ｄが０．８ｃｍ以上である光透過性を
有する円筒型の容器に複数のガラス粒子により形成された多孔性のガ
ラス粒子担体及び光触媒が収容され、前記円筒型容器の側面から該円
筒型容器の直径方向に光を照射したときに、照射光量に対する透過光
量の比（透過光量／照射光量）が０．０５％以上１０％以下であるこ
とを特徴とする円筒型光触媒セルである。例えばＢｉＶＯ_４を人工光
合成用等の光触媒として使用する場合において、その取り扱い性を改
善することができると共に、高い光触媒活性を達成して光の変換効率
を高めることが可能な円筒型光触媒セルを提供。

【符号の説明】１：円筒型容器、２：光触媒複合体、３：光触媒反応
液、４：タンク、５：チューブ、６：光（照射光）、７：受光部、8a：
被照射面、8b：光照射の出口面。
【発明の効果】本発明の円筒型光触媒セルを利用することで、例え
ば、人工光合成用等の光触媒を使用する場合において、その取り扱い
性を改善することができると共に、高い光触媒活性を達成することが
できる。そのため、太陽エネルギーによる光の変換効率を高めながら、
光触媒反応を行うことが可能になる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】内径Ｄが０．８ｃｍ以上である光透過性を有する円筒型
の容器に複数のガラス粒子により形成された多孔性のガラス粒子担体
及び光触媒が収容され、前記円筒型容器の側面から該円筒型容器の直
径方向に光を照射したときに、照射光量に対する透過光量の比（透過
光量／照射光量）が０．０５％以上１０％以下であることを特徴とす
る、円筒型光触媒セル。
【請求項２】前記円筒型容器の内径Ｄ（ｃｍ）と、前記円筒型容器
に収容される、前記円筒型容器の長さ１ｃｍ当たりの前記多孔性のガ
ラス粒子担体及び光触媒の総質量Ｍ（ｇ）との比（Ｄ／Ｍ）が、０．２３
以上１．３２以下である、請求項１に記載の円筒型光触媒セル。
【請求項３】前記ガラス粒子担体は、ガラス粒子同士が互いに焼結
して一体化されたガラス粒子焼結体である、請求項１又は２に記載の
円筒型光触媒セル。
【請求項４】前記ガラス粒子担体は、複数のガラス粒子が前記円筒型
容器内に収容されてガラス粒子同士が互いに隣接してなるガラス粒子
集合体である、請求項１又は２に記載の円筒型光触媒セル。
【請求項５】前記光触媒が前記ガラス粒子担体の表面に担持されてな
る、請求項１又は２に記載の円筒型光触媒セル。
【請求項６】前記ガラス粒子担体を形成するガラス粒子は、平均粒径
が０．１～２ｍｍである、請求項１～５のいずれか一項に記載の円筒
型光触媒セル。
【請求項７】前記光触媒は、バナジン酸ビスマス半導体である、請
求項１～６のいずれか一項に記載の円筒型光触媒セル。
【請求項８】前記光が太陽光である、請求項１～７のいずれか一項
に記載の円筒型光触媒セル。（以下略）

3️⃣特開2023-15303　酸素生成用透明電極、その製造方法、それを備
えたタンデム型水分解反応電極、及びそれを用いた酸素発生装置　三
菱ケミカル株式会社　他（有効）
【要約】下図4のごとく、水分解反応において酸素発生側電極として
使用されるＴａ３Ｎ５を含む酸素生成用透明電極であって、６００ｎ
ｍ～９００ｎｍの光の透過率が８０％以上、かつＡＭ１．５Ｇ照射下、
１．２３Ｖ_ＲＨＥでの光電流密度が３ｍＡ／ｃｍ^２以上である、酸素
生成用透明電極。透明度が高く、かつ従来のＴａ_３Ｎ_５電極よりも電
極性能が改善された、酸素生成用透明電極を提供する。

図4.実施例１で測定した、アンモニアガスと窒素ガスからなる混合ガ
ス（ＮＨ_３：Ｎ_２＝３：７）で窒化して得た集積体の透明光電極のボ
ルタモグラム
【発明の効果】本発明によれば、透明度が高く、かつ従来のＴａ_３Ｎ_５電極よりも電極性能が改善された、酸素生成用透明電極を得ることが
できる。本発明により提供される酸素生成用透明電極は電極性能が非
常に高い上、透明度が高いことから、水素生成用電極との間でタンデ
ム型水分解反応電極を形成することができる。このような形態により、
両電極を平面状に並べて配置する必要がないことから、入射する太陽
光等の光に対し、平面状に配置した場合と比較して約２倍の効率で水
分解が可能となり、これを用いた装置を得ることもできる。また本発
明の別の効果としては、透明基板上に透明な窒化タンタルの層を設け
た半導体装置用の基板を得ることもできる。また、本発明のさらなる
効果としては、Ｔｉ窒化物を用いた酸素生成用電極において、より効
率的に太陽光を利用できる酸素生成用透明電極を得ることもできる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】水分解反応において酸素発生側電極として使用されるＴ
ａ_３Ｎ_５を含む酸素生成用透明電極であって、波長６００ｎｍ～９００
ｎｍの光の透過率が８０％以上、かつＡＭ１．５Ｇ照射下、１．２３
Ｖ_ＲＨＥでの光電流密度が３ｍＡ／ｃｍ^２以上である、酸素生成用透明
電極。
【請求項２】請求項１に記載の酸素生成用透明電極と、波長６００
ｎｍよりも長波長側に吸収ピークを有する水素生成用電極を組み合わ
せた、タンデム型水分解反応電極。
【請求項３】請求項１に記載の酸素生成用透明電極並びに／又は請
求項２に記載されたタンデム型水分解反応電極を備える、水分解装置。
【請求項４】化合物の合成方法であって、請求項３に記載の水分解
装置により水を分解して得られた水素及び／又は酸素を反応させるス
テップ、を含む、合成方法。
【請求項５】前記化合物が、低級オレフィン、アンモニア又はアル
コールである、請求項４に記載の合成方法。
【請求項６】請求項３に記載の水分解装置、及び触媒を備えた反応
器、を有する合成装置であって、前記水分解装置から得られる水素
と、他の原料と、を前記反応器に導入し、反応器内で反応させる、合
成装置。（以下省略）

4️⃣特開2023-5244　形態が制御された粒子、該粒子からなる構造膜、
およびそれらの製造方法、ならびに該構造膜を用いたセンサ　産総研
（有効）
【要約】下図7のごとく、酸化タングステン、酸化タングステン水和
物、または、タングステン含有物質を含み、針状の形態を有すること
を特徴とする粒子と、この粒子から構成される構造膜とする。形態が
制御された酸化タングステン等の粒子、該粒子からなる構造膜、特に
アセトンや水素等を検知するガスセンサに好ましく利用される、特性
が優れた構造膜を提供すること。

図７.針状の形態を有する酸化タングステン水和物からなる構造膜の走
査型電子顕微鏡写真
【発明の効果】本発明の針状の形態を有する粒子は、微細構造におけ
る形態が制御されているため、粒子形態が不定形な従来の粒子に比べ
特性をより向上させることができ、ガスセンサ、分子センサ、２次電
池、太陽電池、触媒等の用途に利用することができる。
また、本発明の構造膜は、形態が針状に制御された粒子から構成さ
れており、しかも粒子が基材表面に核形成および結晶成長しているた
め、平板やフィルム等の２次元部材に加え、凹凸部材はメッシュ、不
織布、粒体、チューブ、容器内部外部、歯車等の３次元部材の形態を
とる基材との複合材料を容易に形成することができる。また、本発明
の構造膜は、基材を、溶媒に溶解するタングステンイオンを含む物質
を加えた溶液中に浸漬させることにより形成されているので、圧力容
器や高温装置を用いずに、基材として、プラスチック基材、セラミッ
ク基材、ポリマーフィルム、紙、金属、ガラス、カーボン材料、バイ
オ材料当を用いることができ、これらの基材との複合材料も形成する
ことができる。また、本発明の構造膜は、用途に応じて、数マイクロ
メートル以下の小型基材から１メートルを超える大型基材との複合体
を形成することができる。さらに、本発明の構造膜は、ガスセンサ、
分子センサ、溶液センサ等のセンサ、電池材料、人工光合成材料等に
好適に利用することができる。
また、本発明のセンサは、特にガスセンサに適用した場合、半導体
ガスセンサで検出可能な可燃性ガス、還元性ガス、酸化性ガス、支燃
性ガス、水蒸気に対して、２以上２０以下の抵抗率変化（Ｒａ／Ｒｇ）
を示し、半導体ガスに比べ、より優れたガス検出特性を示す。また、
本発明のガスセンサは、アセトンやＮＯ_２（二酸化窒素）等に対し水
素より検出感度が高く、優れた選択性を示す。
可燃性ガスは、空気中または酸素中で燃えるガスであり、アセトン、
水素、メタン、プロパン、イソブタン、アンモニアなどである。
  還元性ガスは、酸素を奪う性質を持つガスであり、水素、一酸化炭素、
硫化水素、二酸化硫黄、アセトンなどである。
  支燃性ガスは、可燃性物質の燃焼を助けるのに必要なガスであり、酸
素、塩素、フッ素、一酸化窒素（ＮＯ）、二酸化窒素（ＮＯ_２）など
である。酸化性ガスは、支燃性ガスと同じである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】酸化タングステン、酸化タングステン水和物、または、
タングステン含有物質を含み、針状の形態を有することを特徴とする
粒子。
【請求項２】前記針状の形態は、以下のサイズ、最も長い長手方向
の長さ：Ｌ（ｎｍ）の範囲は、４０ｎｍ以上であり５００ｎｍ以下、
最も短い太さ方向の長さ：Ｗ（ｎｍ）の範囲は、５ｎｍ以上であり
５０ｎｍ以下、最も長い長手方向の長さ：Ｌ（ｎｍ）と、最も短い太
さ方向の長さ：Ｗ（ｎｍ）の比率（Ｒ＝Ｌ／Ｗ）の範囲は、２以上で
あり５０以下、を有することを特徴とする請求項１に記載の粒子。
【請求項３】０℃から１００℃の温度の溶液に、溶媒に溶解するタン
グステンイオンを含む物質を加え、反応させることにより、請求項１
または２に記載の粒子を形成することを特徴とする粒子の製造方法。
【請求項４】前記粒子を、常圧（大気圧、１気圧）で形成することを
特徴とする請求項３に記載の粒子の製造方法。
【請求項５】請求項１または２に記載の粒子から構成されることを特
徴とする構造膜。
【請求項６】針状の形態を有する粒子どうしが、粒子の長手方向に
直交する方向に枝分かれする樹枝状の分岐部を介して結合しているこ
とを特徴とする請求項５に記載の構造膜。
【請求項７】請求項５または６に記載の構造膜の製造方法であって、
  基材を、溶媒に溶解するタングステンイオンを含む物質を加えた溶
液中に浸漬させることにより、基材表面に酸化タングステン、酸化タ
ングステン水和物、または、タングステン含有物質からなる針状の形
態を有する粒子の核形成および結晶成長を行い、該粒子から構成され
る構造膜を形成することを特徴とする構造膜の製造方法。
【請求項８】前記構造膜を常圧（大気圧、１気圧）で形成することを
特徴とする請求項７に記載の構造膜の製造方法。
【請求項９】前記構造膜を０℃から１００℃の温度で形成することを
特徴とする請求項７または８に記載の構造膜の製造方法。
【請求項１０】前記基材表面に、溶媒に溶解するタングステンイオン
を含む物質を含有するコーティング溶液を塗布してシード層を形成し
た後、前記構造膜を形成することを特徴とする請求項７から９のいず
れか一項に記載の構造膜の製造方法。
【請求項１１】基材と、この基材上に設けられた一対の電極と、
  前記電極上に形成された請求項５または６に記載の構造膜と、を有
することを特徴とするセンサ。
【請求項１２】センサがガスセンサであり、可燃性ガス、還元性ガス、
酸化性ガス、支燃性ガス、または、水蒸気を検出対象ガスとすること
を特徴とする請求項１１に記載のセンサ。
【請求項１３】検出ガスが空気に対して、２以上２０以下の抵抗値変
化を示すことを特徴とする請求項１２に記載のセンサ。
【請求項１４】アセトンに対する抵抗値変化と水素に対する抵抗値変
化を比較した場合、１以上１０以下の比率のアセトン選択性が得られ
ることを特徴とする請求項１２または１３に記載のセンサ。
【請求項１５】ＮＯ_２（二酸化窒素）に対する抵抗値変化と水素に対
する抵抗値変化を比較した場合、１以上７．５以下の比率のＮＯ_２（
二酸化窒素）選択性が得られることを特徴とする請求項１２または１
３に記載のセンサ。（以下省略）

5️⃣特開2022-71668　光触媒複合体及びこれを用いた光触媒反応方法
日本製鉄株式会社　他（審査中）
【要約】複数のガラス粒子により形成された多孔性のガラス粒子担体
とバナジン酸ビスマス半導体からなる光触媒とを有して、前記光触媒
が前記ガラス粒子担体と共に存在しており、前記ガラス粒子担体の比
表面積が１２～２４０ｃｍ^２／ｇであることを特徴とする光触媒複合
体である。ＢｉＶＯ_４光触媒を複数のガラス粒子により形成される多
孔性のガラス粒子担体に担持させることで、ＢｉＶＯ_４光触媒の取り
扱い性を改善することができると共に、高い光触媒活性を示すことが
できる光触媒複合体の提供。
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数のガラス粒子により形成された多孔性のガラス粒子
担体とバナジン酸ビスマス半導体からなる光触媒とを有して、前記光
触媒が前記ガラス粒子担体と共に存在しており、前記ガラス粒子担体
の比表面積が１２～２４０ｃｍ^２／ｇであることを特徴とする光触媒
複合体。
【請求項２】前記ガラス粒子担体は、ガラス粒子同士が互いに焼結し
て一体化されたガラス粒子焼結体である請求項１に記載の光触媒複合体。
【請求項３】前記ガラス粒子担体は、複数のガラス粒子が容器内に
収容されてガラス粒子同士が互いに隣接したガラス粒子集合体である
請求項１に記載の光触媒複合体。
【請求項４】前記光触媒が前記ガラス粒子担体の表面に担持されて
なる請求項１に記載の光触媒複合体。
【請求項５】前記ガラス粒子担体を形成するガラス粒子は、平均粒
径が０．１～２ｍｍである請求項１～４のいずれかに記載の光触媒
複合体。
【請求項６】前記光触媒が水と共に光触媒分散液として存在して、
該光触媒分散液中に前記ガラス粒子担体が浸漬してなり、前記光触媒
の少なくとも一部が前記ガラス粒子担体の空隙内に存在する請求項１
～４のいずれかに記載の光触媒複合体。
【請求項７】複数のガラス粒子により形成された多孔性のガラス粒
子担体が、バナジン酸ビスマス半導体からなる光触媒、酸化還元体、
及び水を含んだ光触媒反応液に浸漬した光触媒反応装置に対して光を
照射することで、前記光触媒反応液中の酸化還元体を還元すると共に
水の酸化反応を伴う光触媒反応を行うことを特徴とする光触媒反応方
法。（以下省略）

6️⃣特開2022-71647　光触媒反応装置及びこれを用いた光触媒反応方
法　日本製鉄株式会社　他（有効）
【要約】図1のごとく、水及び光触媒を含んだ反応溶液を収容する光
透過性の反応容器２を有して、前記反応容器２には、前記反応溶液５
を反応容器２内に収容するための注入口３と前記反応溶液５を反応容
器２の外部に排出するための排出口８とが設けられていると共に、光
透過性を有する粒状体４が装填されており、該反応容器２に収容され
た前記反応溶液５が排出口８から排出されるまでの間に、水の酸化反
応を伴う光触媒反応が行われる光触媒反応装置であり、また、これを
用いたガスの製造方法である。太陽エネルギーの変換効率を高めなが
ら、光触媒反応を行うことができる光触媒反応装置、及びこれを用い
たガスの製造方法を提供

図１、本発明の光触媒反応装置について説明するための模式図
【符号の説明】１  光触媒反応装置　２  反応容器　３  注入口　３ａ
光触媒注入口　３ｂ  レドックス注入口　４  粒状体　５  反応溶液
６  光触媒　７  ガス排気口　８  排出口　９  循環経路部　１１ａ、
１１ｂ  光触媒前駆体タンク　１２ａ、１２ｂ、１２ｃ  ポンプ　１３
反応タンク　１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  バルブ　１５  反応溶液回収制
御バルブ　１６  反応溶液回収タンク　１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７
ｄ  排出バルブ　１８  光触媒反応装置　１９  光触媒反応装置　２０
注入バルブ　２１  レドックス媒体供給装置

7️⃣特開2022-069999　ピラゾリン化合物を用いた水素製造用光触媒
体およびそれを用いた水素製造　株式会社日本化学工業所他（有効）
【要約】例えば、下記構造式、で示される化合物を含有する水素製造
用光触媒体、および当該光触媒体を用いることを特徴とする水素製造
方法を提供する。可視光で水を分解し、水素発生効率が高く、安価な
水素を提供することが可能となる、ピラゾリン化合物を含有する水素
製造用光触媒体、およびそれを用いた水素製造方法を提供する。

【発明の効果】本発明のピラゾリン化合物を含有する光触媒体を用
いることにより、可視光で水を分解し、水素発生効率が高く、安価な
水素を提供することが可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
  一般式（１）
【化１】
［式（１）中のＡ₁は下記に示す構造である。
【化２】
  Ｒ₂及びＲ₃は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、水酸
基、炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状アルキル基、炭素数１～８
の直鎖状もしくは分枝状アルコキシ基又はニトロ基を表し、ｎは１又
は２を表す。Ｒ₄及びＲ₅は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン
原子、水酸基、炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状アルキル基、炭
素数１～８の直鎖状もしくは分枝状アルコキシ基、炭素数１～４の直
鎖状もしくは分枝状アルキル基を有してもよいアミノ基又はシアノ基
を表し、Ｘ₁は酸素原子又は硫黄原子を表す。
  式（１）中のＲ₁－Ａ₂は下記に示す構造である。
【化３】
  Ｒ₁はシアノアクリル基を表す。
  Ｒ₆は水素原子、ハロゲン原子、炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝
状アルコキシ基、ニトロ基又はシアノ基を表し、Ｘ₂は酸素原子又は硫
黄原子を表し、ｏは１～３の整数を表す。
  式（１）中のＡ₃は下記に示す構造である。
【化４】
  Ｒ₇及びＲ₈は、それぞれ独立して、親水性基を表し、ｐは１又は２
を表す。］で示されるピラゾリン化合物を含有することを特徴とする
水素製造用光触媒体。
【請求項２】
  一般式（１）のＡ₃におけるＲ₇及びＲ₈は、それぞれ独立して、水素
原子、ハロゲン原子、水酸基、炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状
アルキル基、炭素数１～８の直鎖状もしくは分枝状アルコキシ基、ニ
トロ基、炭素数１～４の直鎖状もしくは分枝状アルキル基を有しても
よい又はアリール基を有していてもよいアミノ基、シアノ基、炭素数
３～１１かつ酸素数２～６の直鎖状もしくは分枝状もしくは環状グリ
コール基又はエステル化されていてもよいカルボキシル基を表す、請
求項１に記載の水素製造用光触媒体。
【請求項３】請求項１または２に記載の光触媒体を用いることを特
徴とする水素製造方法。（以下省略）

8️⃣特開2022-69684　エレクトロクロミック素子　産総研（有効）　
【要約】下図1のごとく、  透明基材の内に多層膜を形成したエレクト
ロクロミック素子である。少なくとも透明基材の上に、遷移金属酸化
物を含む透明電極層、第１のエレクトロクロミック層、電解質層、金
属シアノ錯体を含むエレクトロクロミック層、第２の透明電極層を順
に形成し、電解質層は、（トリフルオロメタンスルホニル）イミド塩
を含むことを特徴とする。

図１.　本発明によるエレクトロクロミック素子の一例を示す断面図
【符号の説明】
１、２  エレクトロクロミック層３、４  透明電極層５、６  基材
  ７      電解質層

【特許請求の範囲】
【請求項１】遷移金属酸化物を含む第１のエレクトロクロミック層
と金属シアノ錯体を含む第２のエレクトロクロミック層との間に電解
質層を挟み込みこれを透明電極層の間に挟み込んだ多層構造体からな
る着色状態及び無色透明状態に色変化するエレクトロクロミック素子
であって、
前記電解質層は、少なくとも、ビス（トリフルオロメタンスルホニ
ル）イミド、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、
カリウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、ナトリウム
ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドのいずれか一種類以上
の（トリフルオロメタンスルホニル）イミド塩を有機溶媒とともに含
み、前記第１のエレクトロクロミック層は、前記遷移金属酸化物と
して、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化バナジ
ウム、酸化チタンのうちの少なくとも一種を含むことを特徴とするエ
レクトロクロミック素子。
【請求項２】前記電解質層は、透明材料からなる粘度調整材を含む
ことを特徴とする請求項１記載のエレクトロクロミック素子。
【請求項３】前記金属シアノ錯体は、Ａを陽イオン、Ｍをバナジ
ウム、クロム、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、ロジウム、ニ
ッケル、パラジウム、白金、銅、銀、亜鉛、ランタン、ユーロピウム、
ガドリニウム、ルテチウム、バリウム、ストロンチウム、及びカルシ
ウムからなる群より選ばれる金属原子、Ｍ’を、バナジウム、クロム、
モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、ルテニウム、コバルト、
ニッケル、白金、及び銅からなる群より選ばれる金属原子、ｘを０～
３の有理数、ｙを０.３～１.５の有理数、ｚを０～３０の有理数とし
て、
Ａ_xＭ［Ｍ’(ＣＮ)₆]_y・ｚＨ₂Ｏ
の一般式で表される群より選ばれる１種又は２種以上からなるプルシ
アンブルー型金属錯体であることを特徴とする請求項１乃至３のうち
の１つに記載のエレクトロクロミック素子。（以下省略）

点検中の“泊原発”を2030年代前半までに3基すべて再稼働へ北海道電力が方針発表発電量
の6～7割を原子力が占める見通しに電気料金を値下げへ―専門家はそれ以外の負担も指摘
© FNNプライムオンライン
✳️　“泊原発”を2030年代前半までに3基すべて再稼働

北海道電力は3月26日、泊原発1号機と2号機について2030年代前半の
再稼働を目指す方針を示した。2024年に原子力規制委員会の審査が事
実上終わった3号機は、2027年のできるだけ早い時期に稼働させると
している。3月23日、鈴木直道北海道知事は泊原発を初めて視察。原
子力規制委員会の審査に合格すれば、その後の再稼働には知事の同意
が必要だが、現段階で明言を避けた。「原子力規制委員会での審査は
継続している状況なので、予断を持って申し上げる状況にない」（鈴
木直道北海道知事）再稼働後は「適正な水準で電気料金を値下げする
」という。その具体的な金額については、2025年中に発表したいとし
ている。

✳️　PFAS、分解して再利用　英オックスフォード大
【要約】ポリフルオロアルキルおよびパーフルオロアルキル物質(PFAS)
は、高い熱的および化学的安定性と疎水性および疎油性のため、日常
の消費者製品に含まれる、PFASにその特性を与える不活性炭素-フッ
素(C-F)結合は、脱フッ素化による分解に対する耐性も提供し、環境や
人体に長期間残留し、安全性と健康に大きな懸念を引き起す。PFASの
分解・無毒化（非焼却アプローチ）は、パーフルオロカーボン(PFC)や
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの高分子PFASのリサイクルプ
ロセスの超光還元剤KQGZによるPFASの脱フッ素化について報告する。
一連のPFASは、40〜60°Cで光触媒的に脱フッ素化でき、PTFEはアモ
ルファス炭素塩とフッ化物塩に変換する。PFC、パーフルオロオクタ
ンスルホン酸(PFOS)、ポリフルオロオクタン酸(PFOA)および誘導体
などのオリゴマーPFASは、脱フッ素化製品として炭酸塩、ギ酸、シ
ュウ酸塩、およびトリフルオロ酢酸に変換提供できる。これにより、
PFAS中のフッ素を無機フッ化物塩としてリサイクルできる。このメ
カニズム調査により、PTFEとオリゴマーPFASの反応挙動と生成物成
分の違いを明らかにした。この研究は、「永遠の化学物質」である
PFAS、特にPTFEの低温光還元的脱フッ素化、および新しい超光還元
剤の発見への道を開くものである。
【掲載誌】
題目：Phosphate-enabled mechanochemical PFAS destruction for fluoride reuse
掲載誌：. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-08698-5
Download citation

　ベートーヴェン｜ピアノ協奏曲第5番変ホ長調作品73《皇帝》

今日の言葉：妻が書道の受講料が値上がりで迷う。なんもかも値上り
　　　　　　酷いことになり、彼女の体制不信がピークにあり、「わ
　　　　　　たしゃ、怖い。大谷翔平さん、助けて！」。
　　　　　　

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

エネルギーと環境 193

2025年03月29日 | ネオコンバ－テック

彦根市ひこにゃんイラストに対する画像結果
彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

　　　　　　　　　　　　　

【季語と短歌：３月２９日】

　　　　　　霾天や桜前線”異常なし”　

　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）

✳️　2024年度光産業出荷額　1.8%成長/12兆6309億円
2023年度全出荷額（実績）は12兆4,035億円，成長率-3.5%，2023年
度国内生産額（実績）は5兆9,290億円，成長率-3.2%となった。

✳️　ペロブスカイトPVの発電効率1.5倍

3月24日、三菱マテリアルは2025年エネコートテクノロジーズと共同
で、従来の約1.5倍の発電効率を実現したペロブスカイト太陽電池向け
成膜用インクを開発。
三菱マテリアルによると、逆型構造のペロブスカイト太陽電池では、
電子のみを集電板に運搬するための電子輸送層を、ペロブスカイト発
電層にダメージを与えずに形成する必要がある。また、ペロブスカイ
ト太陽電池の商用化に向けて、より低コストの材料や成膜方法を開発
することが求められていた。今回開発した塗布型の電子輸送層成膜用
インクは、酸化スズナノ粒子の表面を適切な材料で被覆している。こ
れにより有機溶媒中に凝集させることなく分散させ、ペロブスカイト
発電層に十分に密着した塗膜を形成することが可能になった。これを
使用することでペロブスカイト発電層から生成される電子を金属電極
に効率的に輸送できるようになり、発電効率が従来の約1.5倍の16.0％
に向上。

図1. 本研究で用いた「硫黄プラズマ援用スパッタリング法」の模式図。
(a) 装置の全体像と、(b) 硫黄プラズマ供給装置の内部の様子。
✳️　太陽電池用SnS薄膜の最適組成解明
東北大学の研究グループは，S硫化スズ（SnS）薄膜太陽電池の性能を
左右するSnS薄膜の電気的性質と膜質に，スズと硫黄の比率（組成）
が及ぼす影響を解明。SnSは，地球上に豊富で無害なスズと硫黄だけ
で構成される環境に優しい半導体であることから，太陽電池や熱電変
換素子としての活用が期待されている。しかし，硫黄が蒸発しやすい
元素であることから，SnSを薄膜にする際には，スズと硫黄の比率が
化学式通りの 1:1 からわずかにずれるが，その影響については十分に
解明されていなかった。研究では，SnS薄膜を作製する際に，硫黄の
供給量を厳密に制御できる独自の手法を用いた。具体的には，SnS 焼
結体をターゲットとした通常のスパッタリングに加えて，プラズマ化
した硫黄を薄膜堆積部に供給する。硫黄プラズマは硫黄粉末をヒータ
ーで加熱して得られる硫黄蒸気に高周波を印加することで得られる。
硫黄粉末の加熱温度を変えることで，硫黄プラズマの供給量を制御し，
薄膜中の硫黄量を精密にコントロールした。これにより，スズと硫黄
の比率が微妙に異なるp型SnS薄膜（1:0.81，1:0.96，1:1，1:1.04）の
作製に成功。これらの薄膜を詳細に解析した結果，わずかな組成のず
れが，電気的特性や膜質に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。
【論文情報】
タイトル：Non-stoichiometry in SnS: How it affects thin-film
morphology and electrical properties
掲載誌：APL Materials　
DOI：10.1063/5.0248310
https://doi.org/10.1063/5.0248310

三次元磁壁移動型磁気メモリの概略図　出所：岐阜大学他

✳️　層厚制御した多層構造の人工強磁性細線作製
岐阜大学と名古屋大学、早稲田大学、京都大学の研究グループが、層
膜を制御した多層構造の「人工強磁性細線」の作製に成功した。人工
強磁性細線を利用した大容量メモリや磁気センサーの開発などに期待
する。3月27日 10時30分公開

人工強磁性細線：組成の異なる強磁性金属同士の層厚がnmオーダー
で多層構造になった細線のこと。1980年代頃から研究が始まった「人
工格子」（各層の厚さを原子層単位で制御して積層した人工的多層膜
のこと）になぞらえて「人工強磁性細線」と名付けた。
二浴電析法：2種類の電解質溶液を利用して電析する手法。異なる電解
質溶液で電析を行い、異なる物質を積層させることができる技術。一
方で、積層させる電極などを異なる電解質溶液間で物理的に移動させ
る必要がある。

図　リチウムー水素電池の概略図：Li−H電池の概略図。挿入図は、充電および放電中の
　　Li−H電池内のイオン選択的輸送の概略図。

✳️ 充電式リチウム水素ガス⓶
【要約】
世界的なクリーンエネルギーへの移行とカーボンニュートラルでは、
高性能バッテリーの開発が求められている。ここでは、最も軽い元素
であるLiとHの2つを利用した充電式リチウム金属触媒水素ガス(Li-H)
電池を報告する。Li−H電池は、Hの酸化還元によって動作。カソード
に /H、アノードに Li/Li。Hの普遍的な性質⁺⁺カソードにより、バ
ッテリーは最大2825Whkg⁻¹の高い理論比エネルギーを含む魅力的な
電気化学的性能を実証、放電電圧3V、往復効率99.7%、可逆面容量 5
〜20mAh cm⁻²、-20〜80°Cの広い動作温度範囲、および活物質の高
い利用率を備えた全気候特性。再充電可能な陽極フリーLi−H電池は
<0.1 mg cmの低触媒負荷下で、費用対効果の高いリチウム塩からLi
金属をめっきすることによりさらに構築される。この研究は、高性能
エネルギー貯蔵アプリケーション向けの触媒水素ガスカソードに基づ
く電池設計法を示す。
-----------------------------------------------------------------------
TableS1. Li-Hバッテリーの異なる放電生成物に対する理論的特定エネルギー

図S1. スウェージロック型Li-Hセルのセットアップ

図 S2. Li-H セルの GC および DEMS 分析。(a) Li-H セルの GC 分析セットアップ。異なる
放電電流密度での 12.5 M H3PO4 カソード電解質を使用した Li-H セルの H2 生成の変化
(b) および対応する放電曲線 (c)。14.5 M H3PO4 カソード電解質を使用した Swagelok Li-
H セルの H2 発生の DEMS 分析 (d)。Swagelok Li-H バッテリーの対応する電圧プロファ
イル (e)。バッテリーのガス経路が緑色で強調表示された DEMS システムの実験セットア
ップ (f)。

図S2。 Li-H セルの GC および DEMS 分析。(a) Li-H セルの GC 分析セットアップ。異なる
放電電流密度での 12.5 M H3PO4 カソード電解質を使用した Li-H セルの H2 生成の変化
(b) および対応する放電曲線 (c)。14.5 M H3PO4 カソード電解質を使用した Swagelok
Li-H セルの H2 発生の DEMS 分析(d)。Swagelok Li-H バッテリーの対応する電圧規定 (e)。
バッテリーのガス経路が緑色で強調表示された DEMS システムの実験セットアップ (f)。

図 S4. 電流密度 1.0 mA cm-2、固定容量 0.5 mAh cm-2 での Li-H セルのサイクル性能
(a) と電流密度 0.5 mA cm-2、固定容量 5.0 mAh cm-2 での Li-H セルのサイクル性能 (b)

図 S4. 電流密度 1.0 mA cm-2、固定容量 0.5 mAh cm-2 での Li-H セルのサイクル性能
(a) と電流密度 0.5 mA cm-2、固定容量 5.0 mAh cm-2 での Li-H セルのサイクル性能 (b)

図 S5. 異なる濃度の H3PO4 電解質と異なる放電深度 (DOD) を使用した Li-H バッテリー
の性能。(a) 異なる濃度の H3PO4 電解質を使用した Li-H バッテリーの OCV。電流密度
0.5 mA cm-2 で (b) 10 M および (c) 12 M のカソード H3PO4 電解質を使用した Li-H セ
ルの完全放電および充電状態での放電/充電曲線。(d) 15 µL 14.5 M H3PO4 カソード電解
質を使用した 2 mAh cm-2 の設定容量での Li-H セルのサイクル性能。(e) 25 µL 14.5 M
H3PO4 カソード電解質を使用した 5 mAh cm-2 の設定容量での Li-H セルのサイクル性能。

図S6。Pt/Cカソードの特性。(a)、(c)、XPSおよび(b)、(d)、Li-Hセルにおける50サイクル
前(a, b)および後(c, d)のPt/CカソードのSEM画像

図S7。Li-Hバッテリー用Pt/C触媒のリサイクル。

図S18。H2ガスの高利用率を持つLi-Hバッテリーシステムの将来の生
産。Li-HバッテリーのためのH2ガス統合管理システムの概略。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　『ラフマニノフ｜ピアノ協奏曲第2番ハ短調作品18』

●

今日の言葉：花見の準備が遅れる。気鬱を晴らす絶好のチャンス！

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

エネルギーと環境 192

2025年03月28日 | ネオコンバ－テック

リチウムー水素電池の概略図：Li−H電池の概略図。挿入図は、充電および放電中のLi−H電
池内のイオン選択的輸送の概略図を示す。

✳️ 充電式リチウム水素ガス
H2の反応を示すためにガスカソード、Li−Hセルを異なる雰囲気で評価
した。Li−Hセルの開回路電位(OCV)は、空気中、ArおよびH中に記録
された.エアーまたはArからHに切り替えた後では、Li−HセルのOCVは
3.51Vまたは3.07Vから3.02Vに急速に減少(図2a)。最終的なOCVは、
Li-Hセルの熱力学的ポテンシャル(~3.04V)に近く、長期間安定して維
持でき、セル反応が触媒Hによって駆動されることを示す。バッテリ
ーが放電したときにHERがカソードで発生したことを証明₂するため、
Li-H₂セルをガスクロマトグラフィー(GC)に接続し、ガス生成物をキャ
リアガスとしてArを使用して分析しました(図S2a)。Hの生成₂GCによ
って検出され、0.5mA cm⁻²からの放電電流とともに増加する1mA cm⁻²までこれにより、HERがカソードで発生することが確認されました(図
S2bおよびS2c)。示差電気化学質量分析法(DEMS)は、Hのin situ生成
も証明しLi−H₂電池の放電中のガス(図S2dからS2f)。さらに、充電中
にHORがカソードで発生することを確認するため、セルの充電条件
をH₂がある場合とない場合で比較した.図2bで明らかにしたように、
H₂はないので反応物として、Li−Hセルは適切に充電できず、電圧は
直接4.2Vの上限まで上昇。これは、Arでの充電中にHORが発生しなか
ったことを示。Hにいる間₂大気中では、~3.14 V で平坦な電荷プラト
ーを持つ典型的な電荷曲線が観察でき、HOR 反応がカソードで発生
したことを示唆。対照的に、Pt/C触媒なしでは、純粋なH₂では、Li
−H₂セルは、充電電圧が急に上限(4.2V)に達し、放電電圧が突然下限
(2.5V)に低下する異常な充放電動作を示した。これは、充電および放
電中にPtフリーのカーボン触媒カソードを備えた可逆的なHER/HOR
がないため(図2c)。Pt/C系触媒に置き換えると、セルはフラットな充
電電圧と放電電圧で正常にサイクルでき、Li−H電池の充電および放
電プロセスにおけるカソード反応に関与するPt/C系触媒全体がそれぞ
れHORとHERであることを示唆(図2d)。さらに、300時間休止した後
も、セルのOCVは安定しており(~0.03 V減少)、続いて~2.85 Vで平坦
な放電プラトーが見られ、Li-Hセルの安定した貯蔵およびサイクリン
グ性能を示す(図2e)。なぜなら、H₂カソードHER / HORは、異なる
pHの溶液で発生する可能性があり、Li-H電池は、典型的な中性およ
びアルカリ性などの他の純粋な有機酸(図S3)などのすべてのpHカソ
ード電解質に対して普遍性を示し、最大2825Wh kgの高い理論比エ
ネルギーを達成します⁻¹表 S1 にまとめられています。上記のすべて
の結果は、このLi-H電池の化学的性質の構築が成功したことを証明し
た。

図 2：Li-H電池の包括的な電気化学的性能のデモンストレーション。
A-レートパフォーマンス; BCロングサイクル安定性; D-E高温性能; F-
G低温性能　

2月14日、中国科学技術大学は水素ガスを従来のようにアノード（負
極）に用いるのではなく、カソード（正極）に用いることでエネルギ
ー密度と動作電圧を大幅に向上させた、新しいリチウム-水素ガス充
電池の開発を発表。

水素ガスは、その優れた電気化学的特性から、安定かつコスト効率の
高い再生可能エネルギーキャリアとして注目されているが、従来のよ
うにアノードに水素ガスを使用する電池は、電圧範囲が0.8～1.4Vに
制限され、エネルギー貯蔵容量も限られる。まず、リチウム-水素（
Li-H）電池のプロトタイプとして、リチウム金属アノード、水素カソ
ードとして機能する白金をコーティングしたガス拡散層、固体電解質
（Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃またはLATP）で構成されたものを設計し、望
ましくない化学反応を最小限に抑えながら、効率的なリチウムイオン
の輸送が可能となる。

実証実験では、このLi-H電池は約3Vの安定した電圧を維持しながら、
理論エネルギー密度2825W/kgを達成。さらに往復効率（RTE）は
99.7％という驚異的な値であり、充放電サイクル中のエネルギー損失
を最小限に抑えて、長期安定性を維持できることを示した。
研究チームは、コスト効率、安全性、製造の簡易性を向上させるため、
リチウム金属が不要なアノードフリーのLi-H電池を開発。この電池は、
充電中に電解質中のリチウム塩（LiH₂PO₄およびLiOH）からリチウム
を析出させる。標準的なLi-H電池の長所を維持しつつ、さらなる利点
もあることが特徴となっている。

この電池のクーロン効率（CE）は98.5％であり、効率的にリチウムめ
っきと剥離できる。また、低い水素濃度でも安定して動作するため、
高圧水素貯蔵への依存度を低減できという。研究では、電解質中でリ
チウムイオンや水素イオンがどのような挙動を示すのかを理解するた
めに、密度汎関数理論（DFT）シミュレーション。などの計算モデリ
ングも実施。従来のニッケル-水素電池と比較して、Li-H電池はエネル
ギー密度と効率が向上しており、次世代の電力貯蔵の有力候補になり、
アノードフリーのLi-H電池は、よりコスト効率が高く、拡張性のある
水素ベースの電池の基礎となる。今回の成果は、再生可能エネルギー
グリッドから航空宇宙技術まで、さまざまな応用に展開できると期待
する。

図 3
Li−H電池の電気化学的性能。
(a)固定容量モード(固定容量:0.25 mAhcm⁻²)におけるLi−Hセルの静
電放電プロファイルとRTE(挿入図))電流密度0.025、0.05、0.1、0.15
、0.25、0.5、1.0、および2.5mA cm⁻².
(b)異なるサイクルにおけるLi−Hセルの静電電圧プロファイル。
(c)0.5mAcm⁻²の電流密度での長期サイクル性能とRTE1.0 mAh cm⁻²の固定容量.
(d)14.5MカソードHを備えたLi-Hセルの完全放電/充電状態での放電/
充電曲線₃発注書₄電流密度0.5mAcmの電解液⁻².
(e) 低コストのRu/C正極触媒を用いたLi−H電池のサイクル性能
(f)さまざまな高温でのLi-Hセルのガルバノスタティック電圧プロファ
イル。
(g) 60°CでのLi-Hセルの長期サイクル性能とRTE.
(h) -20°Cでの異なるカソード電解質を用いたLi-Hセルの静電圧プロフ
ァイル
(i) -20°CでのPAMハイドロゲルベースのカソード電解質を用いたLi-H
セルの長期サイクル性能。

その後、Li-H電池を異なる電流と容量で評価した。0.5 mA cm⁻²(の電
流密度で、1900時間(480サイクル)にわたって91±2.5 %の安定した
RTEという印象的なサイクリング安定性が観察⓵できた。1 mAh cm⁻²の固定容量で図3c)。Li−Hセルの電圧プロファイルは、0.20〜0.36V
の低過電位で滑らかなプラトーを示すことにより、安定した充電と放
電を示唆しています(図3b)。これは、長期試験中の環境温度変化にあ
る程度影響されます。セルは、1.0mAcm⁻²のより高い電流密度でサ
イクルすることもできます、800サイクルで安定したサイクリング性
能を達成します(図S4a)。さらに、セルは5mAhcmの大きな放電容量
でテストされましたそれらの実用的なアプリケーションを実証(図S4b)。
Li-Hセルは、0.5mAcm⁻²の電流密度で1000時間安定して動作。充電
と放電の持続時間はサイクルあたり10時間。

プロトンに富む電解質の利用を検討するために、Li-Hセルはさまざま
な放電深度(DOD)で一連のテストを受けました。結果は、Hの濃度が
異なることを示唆しました。電解質は、プロトン含有量が異なり、
Li-H電池のOCVに違いを引き起こす可能性がある(図S5a)。さらに、
濃度が高いほどプロトン含有量が多くなり、バッテリーの容量が大き
くなる(表S2)。驚いたことに、12MHのバッテリー・電解質は、約7.0
1mAhの容量を提供、87.2%のDODを達成(図S5c)。また、Li-Hセルの
DODは、高濃度14.5 MHで95.7%に到達する（図3d)。ラボレベルの
バッテリー組み立てプロセスで電解質が必然的に失われることと、電
極を濡らすために液体電解質が必要になり、100%の利用率を達成す
るのは難しい。

1️⃣ Li−H電池の電気化学的性能
バッテリーの速度とサイクル性能は、その優位性と実用化を評価の鍵。
図3aに示すように、Li-H電池のレート性能は、0.025〜2.5mAcm⁻²の
さまざまな電流密度で調査されました.驚くべきことに、Hの速い酸化
還元動態により₂ガスカソードとLi-metalアノードの低メッキ/ストリ
ッピング分極、当社のLi−Hバッテリは、0.025mA cm⁻²の電流密度で
7.9mVの低過電位と99.7%の高い往復効率(RTE)を示しす顕著な放電プ
ラトーは~2.99Vで、これは他のガスや従来のカソードと同等または
それ以上。^{5b、5e、5g、17}放電電流密度が0.5mAcm⁻²に増加すると、
バッテリーの充電電圧と放電電圧はそれぞれ 3.11 V と 2.86 V で、過
電位は ~0.25 V と低く、RTE は ~91.8 % と高くなっています。2.5
mAcm⁻²の高電流密度でも、Li−Hバッテリは依然として~2.5Vのフラ
ット放電電圧と70.4%の妥当なRTEを示す。

Li−H電池の高DODによるサイクリング安定性は、15μL、14.5M、H、
2mAhの設定容量でさらに評価された。図S5dに示すように、バッテ
リーは450時間以上(55サイクル)安定してサイクルでき、DODは~34.3
%。また、このバッテリーは、5mAhの大容量(サイクルあたり20時間
持続時間)と51.4%の高いDOD(図S5e)で安定したサイクリングを維持
でき、プロトンリッチな電解質を高い利用率でLi-Hバッテリーの優れ
た安定性をさらに証明。さらに、HER反応の普遍性により、Li-H電池
には費用対効果の高い代替触媒を使用できる。図3eに示すように、
Pt/C触媒の代わりに低コストのRu/C触媒を適用したところ、500時間
にわたって安定したサイクリング性能を示し、~93%の安定した高RT
Eを示した。これは、新しいLi-H電池の化学的性質が異なるカソード
電極触媒との普遍性をさらに証明した。

2️⃣ 実験方法
密度汎関数理論計算 DFT を使用した量子化学計算は、Gaussian09W
および GaussView5.0 ソフトウェアを使用して実施。選択された電解
質種の最高被占分子軌道 (HOMO)、最低空分子軌道(LUMO)、および
エネルギーレベルの計算には、B3LYP 関数と 6-311G(d, p)基底セッ
トを採用。SEs の溶媒和構造の Ab Initio 分子動力学(AIMD) シミュレ
ーションすべての AIMD シミュレーションは、平面波擬ポテンシャ
ルコードである Vienna Ab initio シミュレーションパッケージを使
用して実行。交換エネルギーと相関エネルギーを評価に、一般化勾配
近似内の Perdew-Burke-Ernzerhof 関数を適用。波動関数は400 eV
のカットオフエネルギーまで拡張され、スミアリング幅が0.2 eV の
1 次 Methfessel-Paxton スキームが採用された。ファンデルワールス
相互作用は、Grimme の半経験的D3 分散補正スキームによって考察。
非スピン分極は、全体のエネルギーにほとんど影響を与えないため、
すべてのシミュレーションに含まれていた。時間ステップは1 fsに設
定され、対称性を考慮せずにブリルアンゾーンのガンマ点のみが使用
されました。ノーズ・フーバーサーモスタットを使用して、正準集団
の温度を300 Kに保つ。

電解液の調製典型的な従来の電解液である1.0 M LiPF6 (エチレンカー
ボネート(EC)：エチルメチルカーボネート(EMC)=3:7)からなる典型的
な従来の電解液をベンチマーク(E-ベースライン)として使用した。
をベンチマーク（E-ベースライン）とした。電池グレードのテトラフ
ルオロホウ酸リチウム（LiBF4）は、Shenzhen Capchem Technology
Co. Shenzhen Capchem Technology Co. Ltd.、テトラメチレンスル
ホン（TMS、Sigma-Aldrich、 99％）、リン酸トリス（2,2,2-トリフ
ルオロエチル）（TTFEPa、Aladdin、GC）、フルオロエチレン炭酸
フルオロエチレン（FEC、バッテリーグレード）、EC（バッテリーグ
レード）を購入し、過度の予備活性化モレキュラーシーブで乾燥させ
た。過度の予備活性化モレキュラーシーブ（Aladdin、4 Å）で乾燥さ
せた。電解質の調製電解液の調製は、精製アルゴンを充填したミクロ
ーナ製グローブボックス内で行った。
水の含有量は0.01ppm以下に維持された。安全な局在高濃度電解質（
LHCE）（E-SEおよびE-SE-F）は段階的に調製した。まず、 LiBF4を
TMSに1:2のモル比で溶解し、高濃度電解質(HCE)を得た。電解質（
HCE）を得た。その後、LiBF4と等価モルのTTFEPaをHCEに導入した。
をHCEに導入してE-SEを得た。 E-SE-Fは、LiBF4に対して0.2当量モ
ルの当モルのFEC（LiBF4に対して）をE-SEに導入してE-SE-Fを調製
した。
SEの溶媒構造に関するラマン分光法純粋なTMS、純粋なTTFEPa、
LiBF4-TMS（モル比1:2）HCE、LiBF4-TMS（モル比1:9）、E-SE、お
よびE-SE-Fのラマンスペクトルが、532 nmの励起波長（レーザーパ
ワー50 mW）を持つRenishaw inViaラマン分光計で収集され、1600
cm−1から200 cm−1の周波数範囲内のスペクトルが記録された。

📌実験セクションPt/Cカソードの準備。Pt/Cカソードは、商業的な
Pt/C粉末とPVDFバインダーを質量比9:1でNMP溶媒に混合し、一晩
激しく撹拌して準備された。得られたスラリーはGDLの片面に鋳込み、
真空オーブンで60℃で12時間完全に乾燥。Pt/Cの質量負荷は0.1 mg
cm-2に制御された。Ru/Cカソードは同じ方法で製造したが、Pt/Cの
代わりに商業的なRu/C粉末が使用した。Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LAT
P)固体電解質の準備。通常、LATP粉末(0.4 g)は25トンの圧力で2分間
押し固められ、室温で直径12.7 mmまたは18.0 mmの円盤を形成。

得られた白い円盤は、850℃で10時間焼結され、プログラムされた加
熱速度10℃ min-1で自然冷却。Li3PO4充填Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (
LATP)固体電解質の準備。通常、Li3PO4粉末(0.5 g)は20 mLのDMSO
溶液に溶解。そして、懸濁液を形成するために継続的に撹拌。この懸
濁液の10〜15µLを取り、用意されたLATPペレットの片面に均等に滴
下した。得られた加工されたLATPペレットは、850℃で2時間焼結さ
れ、プログラムされた加熱速度は10℃/分で自然冷却した。再結晶化
LiH2PO4または混合LiOHとLiH2PO4固体電解質の準備。通常、異な
る量のLiH2PO4または混合LiOHとLiH2PO4の水溶液をGF/8または
GF/Bに滴下し、その後、80℃の ovensで12時間真空乾燥した。テス
ト中、10〜20µLのH3PO4が電解質とカソード触媒の界面を濡らすた
めに追加されました。PAMハイドロゲル電解質の準備。ハイドロゲル
電解質は、5.8gのAMを20mLの溶液に溶かし、その後28.5mgのAPS
と3.5mgのMBAAを加えることによって準備されました。固体が完全
に溶解するまで、溶液は厳格に撹拌されました。その後、溶液はゴム
製の型（厚さ1mm）に注入、ガラスプレートで覆う。

サンプルは完全な重合が進み、ゲルを形成するために80℃で12時間
保持した。ゲルは電解質（1 MLiTFSIを12 M H3PO4に溶解）に2時
間浸し、その後80℃で3時間乾燥した。スワゲロックセルの製作。ス
ワゲロックセルは、ステンレススチール製の入口および出口バルブ、
Klein Flange（KF）からスワゲロックアダプターへのポリテトラフル
オロエチレン（PTFE）中心のOリングによってクランプで構成され、
これはの以前の研究でよく開発された。[1] 通常、アノード部分はア
ルゴン充填のグローブボックス（Vigor、O2 < 0.1 ppmおよびH2O
< 0.1 ppm）内で、リチウムフォイル（厚さ450µm）、片側に穴の
ある2025型コインセル内のLATP固体電解質を積み重ねることで、組
み立てられた。上記のアノードはグローブボックスの外に移され、そ
の後、プロトンが豊富な電解質で満たされたGF/Bと一緒にPt/Cカソ
ードと挟み込まれ、スワゲロックセル内の典型的なコインセルスタッ
クに組み立てた。プロトン豊富な電解質で満たされたGF/Bは、2025
型コインセルの提供された穴を通じてLATP固体電解質と直接接触。
2025型コインセルの両側は、耐腐食性の接着テープとパラフィルム
で保護され、高純度のTiメッシュがカソードの導電性電流コレクタと
して使用され、可能な汚染や副反応を避けた。カソードでは、Pt/C
コーティングされた面がプロトン豊富な電解質で満たされたGF/Bと
直接接触し、もう一方の面はガス拡散層として使用した。アノード側
の電解質2は15µLの1.0M LiPF6ベースの有機液体電解質であり、カソ
ード側のプロトン豊富な電解質は12M H3PO4中の1M LiTFSIの25µL。
カソード側のプロトン豊富な電解質の利用試験用は、GF/8を用いた
10M、12Mまたは14.5M H3PO4溶液中の0.1M LiH2PO4、25µL。
絶縁PTFEフィルムがステンレス鋼KFアダプターの陰極側の外面に置
かれ、クランプで封止することにより陰極と陽極を電気的に絶縁した。
高純度水素ガス（99.99%、Airgas）が組み立てられたセルに充填さ
れ、閉じ込められた空気を除去。その後、バルブがロックされ、スワ
ゲロックセルが密閉状態でテストされた。陽極フリーLi-Hセルでは、
純粋なLiフリーのCu箔電流コレクターが陽極として使用され、LATP
とCu箔の間にわずかな量（15µL）のLiTFSI/DOL-DMEベースの有機
電解質で飽和させた単層sAl2O3/PEが挟む。陽極フリーLi-Hセルの陰
極上の電解質は再結晶化されたLiH2PO4または混合LiH2PO4および
LiOH固体電解質で、効果的な反応面積は1.0cm2。陽極フリーセルの
他の構造と組成はLi-Hセルと同様に製造されました。電気化学的測定。

セルのすべてのガルバノスタティック充放電およびオープン回路電圧
測定は、VMP3電気化学ワークステーション（Biologic、フランス）
およびバッテリー試験システム（LandHeおよびNeware）でテストさ
れました。ガルバノスタティック充放電測定では、充電プロセスには
カットオフ容量を持つ定電流技術が、放電プロセスにはカットオフ電
圧を持つ定電流が適用した。

図3bの長期サイクリングテスト中、1000時間の運転後にセルにH2を
補充。H2利用の試験プロセス中、Li-Hスワジェロックセルをほぼ大気
圧のArグローブボックス内で組み立てて密封し、その後、グローブボ
ックスからセルを出して関連するテストを行いました。1MHzから100
mHzの周波数範囲の電気化学インピーダンススペクトルは、Biologic
VMP3マルチチャネル電気化学ワークステーションを使用して収集。

ガスクロマトグラフィー測定は、ArをキャリアガスとしたGC-2014C
ガスクロマトグラフ（島津製作所）で行われた。低温試験に使用され
る冷凍庫は、-20℃に設定し、機械自体には圧縮機の間欠運転から生
じる±2℃の固有温度変動がある。特性評価。走査型電子顕微鏡（SE
M、JEOL-6700F）を使用、Pt/C粉末とLATP固体電解質の形態、サイ
ズ、構造を特性評価しました。粉末X線回折（XRD）パターンは、グ
ラファイト単色化Cu Kα放射線を装備したPhilips X’Pert PRO SUPER
X線回折計で収集された。X線光電子分光法（XPS、Thermo ESCALA
B 250Xi）は、Al Kα源を用いて実施された。実際のバッテリーにおい
てLATP固体電解質とGF支持プロトン豊富な電解質の界面にSEMイメ
ージングとXRD試験を行うために、まずバッテリーを空気中で開け、
アノードコインセル部分を直ちにグローブボックスに移す。

LATP固体電解質は取り出され、両面の電解質を除去するために無水
アルコールで洗浄されました。洗浄されたLATP固体電解質は、真空
オーブンで80℃で一晩乾燥され、特性評価のために封印。実際のバ
ッテリーでサイクル後のリチウム金属表面の固体電解質界面（SEI）
に対してSEMイメージングとXPSテストを実施するため、まずバッテ
リーのアノードがアルゴン充填のグローブボックスで開かれた。

Li金属陽極は、開いたバッテリーから取り出され、電解質を除去に
DMCで洗浄した。きれいで自然乾燥した陽極は封印され、水分や酸
素への露出を避けるために迅速にSEMまたはXPS機器に移された。
陽極フリーのLi-HセルのCu表面のSEIも、Li金属-Hセルと同様の操作
手順で特性評価されました。すべての断面サンプルは、SEM観察の
前にイオンビームポリッシャーで研磨され、明確で本物のLi堆積モル
フォロジーを示した。

微分スキャンカロリメトリー（DSC）は、DSC Q2000で-90℃から室
温まで5℃/分の速度でスキャンすることによって行われました。DEM
Sテスト。典型的なLi-HバッテリーがH2の事前充填なしに組み立てた。
スワゲロックセルは、ガスの入口と出口として2本のチューブでDEMS
（リンルインスツルメンツ、上海、中国）に接続。高純度のアルゴン
ガスがキャリアガス及び精製ガスとして使用。電気化学反応の前に、
密閉型電解セルはデバイス内部の空気を排除に、1.2 mL min-1のアル
ゴンガスで20分間清浄化した。その後、リチウム-水素電池は放電段
階（陰極での水素発生反応）に設定され、電流密度は1.0 mA cm-2に
保たれた。一方、キャリアとしてのアルゴンガスの流量はH2検出を促
進するために2.4 mL min-1に維持された。

図S2dのy軸は、元の単位F（ppm）からガス生成速度（nmol min-1）
に次の式で変換した。
固体 NMR テスト。核磁気共鳴 (NMR) (Bruker AVANCE III 400 WB,
20 ℃) が固体 NMR テストに利用された。いくつかの純粋な LATP を
使用した Li-H バッテリーが、典型的なプロトン豊富な電解液を用い
て組み立てられ、電流密度 0.5 mA cm-2 でサイクルした。サイクル
されたバッテリーは分解され、その後 LATP 顆粒は DI 水とエタノー
ルを用いて 3 回注意深く洗浄された。焼成後、2 種類の LATP 粉末が
さらに収集された。
固体 NMR テスト。核磁気共鳴 (NMR) (Bruker AVANCE III 400 WB,
20 ℃) が固体 NMR テストに利用。いくつかの純粋な LATP を使用。
Li-H バッテリーが、典型的なプロトン豊富な電解液を用いて組み立
てられ、電流密度 0.5 mA cm-2 でサイクルした。サイクルされたバ
ッテリーは分解され、その後 LATP 顆粒は DI 水とエタノールを用い
て 3 回注意深く洗浄された。焼成後、2 種類の LATP 粉末がさらに収
集された。タイプ1は、陽子が豊富な電解質に面した調製済みLATPペ
レットの表面をこすることにより収集され、これは表面と呼ばれる。
そしてタイプ2は、残りのLATPペレットであり、これはバルクと呼ば
れる。
エネルギー密度とエネルギーコストの計算：理論的エネルギー密度は、
固体リチウム塩とH2の放電生成物の質量に関して、1電子移動Li+/L
iおよびH+/H2反応に基づいて計算され、最大2825 Wh kg-1に達した。
アノードフリーLi-H電池で達成されたエネルギー密度は、活性材料や
それらのカソード触媒の利用（mPt/CまたはmRu/C = 0.0001 g）、
GDL（mGDL = 0.0251 g）、H2（125%、mH2 = 0.0018653 g）、
リチウム塩（75%、mLiH2PO4 = 0.058158 gおよび50%、mLiOH =
0.008934 g）、Cu箔（mCu = 0.00358 g）、有機電解質（moe =
0.0000059 g）、sAl2O3/PEフィルム（mp = 0.003 g）、GF（mgf =
0.0157 g）、LATP固体電解質（mLATP = 0.15727 g）および湿潤用
の過剰10% H3PO4（mH3PO4 = 0.007311 g）を含む成分の重さに
基づいて約177 Wh kg-1。
ただし、鋳造材料（すなわち、ステンレス鋼のセルケース、Tiメッシ
ュ）を研究所レベルでの通常の推定として考慮しない。H2ガス貯蔵
タンクの圧力容器の重量は、従来のNi-H2バッテリーに基づくセル設
計工学を参照し、総重量の11％に制御される見通し。

[2] 固体電解質と有機電解質の重量は、図S17aに示されるように、ア
ノードセルケースの穴のサイズ（1.0 cm2）の反応有効面積から計算
される。同様に、バッテリーの達成されたエネルギーコストは、上記
の材料に依存する。
エネルギー密度の計算における容量と電圧の値はそれぞれ20 mAhと
2.8 V。より詳細な計算内容は表S3を参照。
シミュレーションの詳細：すべての計算は、ペルデュー-バーク-エル
ンツァーホフ（PBE）関数によって定義された一般化勾配近似（GGA）
内でウィーン・アブ・イニシオ・シミュレーションパッケージ（5.4.
4 VASP）に実装された標準DFTを使用。
[3] エネルギーカットオフは520 eVとし、ブリルアンゾーンは、幾何
最適化と自己無矛盾計算のためにモンクホルスト-パックスキームグ
リッドを使用して3×3×1のk点でサンプリングした。すべての原子位
置は完全に緩和され、各原子にかかる力が0.02 eV Å-1未満になるま
で行われ、エネルギーの収束基準は10-5 eVに設定した。

LATPのために、図S14aに示すように、6ユニットを持つスーパーセル
を用いてLi8Al2Ti10P18O72のシミュレーションセルが確立された。
近接するM1サイト間のLiジャンプと近接する酸素サイト間のHジャン
プの最小エネルギーパス（MEP）は、ヌッジされた弾性バンド（NEB
）法によって得られた。

[4]補間反応経路のNEB画像に作用する総力の閾値は0.02 eV Å-1に設
定された。図4cの色付き電荷密度差では、黄色とシアンの色がそれぞ
れ電荷の蓄積と電荷の枯渇ゾーンを表しています（等値面の値は0.002
eV Å-3）。図S14bに示されるように、リチウムの移動計算には1つの
リチウム空孔が、TiO6八面体、PO4四面体の隣にある水素移動の計算
には2つ、AlO6八面体の隣にある水素移動の計算には3つの水素空孔
が提供されました。１４.５M H3PO4陰極電解質モデルを用いたLATP
(002)表面のシミュレーションセルには、Li16O144Al4 P36 Ti20、３
のH3PO4および２８のH2O分子が含まれ、高濃度H3PO4電解質（
１４.５M）とLATPとの界面のために確立した。

水性陰極電解質モデルを用いたLATP (002)表面のシミュレーションセ
ルには、Li16O144Al4 P36 Ti20および６０のH2O分子が含まれ、水と
LATPとの界面のために確立されました。第一原理分子動力学シミュレ
ーションは、300Kでの正準アンサンブル（NVT）を用いて実施され、
合計期間は10.0 ps、ステップ長は1.0 fs。
一部のデータはVASPKITによって処理した。DFT-D3法を用いてファ
ン・デル・ワールス補正を考慮した。シミュレーション時間は電解質
系の平衡状態に到達するのに十分な長さでした。結合バレンス（BV）
計算は3DBVSMapperパッケージを使用して実施した。相互作用領域
指標（IRI）分析はMultiwfnによって処理した：5 図S1。
スワゲロック型Li-H電池の設定：6 図S2。Li-H電池のGCおよびDEM
S分析。
（a）Li-H電池のGC分析セットアップ。異なる放電電流密度下での12
.5 M H3PO4カソード電解質を用いたLi-H電池のH2生成量の変化
（b）および対応する放電曲線
（c）14.5 M H3PO4カソード電解質を用いたスワゲロックLi-H電池
におけるH2発生のDEMS分析
（d）スワゲロックLi-Hバッテリーの対応する電圧プロファイル
（e）バッテリーのガス経路が緑で強調表示されたDEMSシステムの
実験設定
（f）7 図S3。H2ガスカソードバッテリー化学の普遍性。

（a）中性およびアルカリ性カソード電解質を伴うLi-H電池の定電流
電圧プロファイル。その他の典型的な酸性カソード電解質である
（b）ギ酸（HCOOH）および（c）酢酸（CH3COOH）を伴うLi-H電
池の定電流電圧プロファイル。

📌有機材料を使わない全固体型のリチウム－空気電池　産総研　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2012/11/05　
前回、トヨタ自動車・豊田中央研究所の全固体型（ハイブリッド含む
金属）蓄電池の特許事例で先進技術の実用性を掲載しているが、産総
研で電解質や電極材料に液体や有機材料を用いない無機化合物の固体
だけで構成する「全固体型のリチウム－空気電池」の開発を12年前に
公表しているので参考に触れておく。電解質として無機固体電解質を
用いて、有機電解液等を使わない、安全性の高いリチウム－空気電池、

図1　有機電解液を用いた従来のリチウム－空気電池（左）と無機固
体電解質を用いた新型リチウム－空気電池（右）のイメージ図

リチウム－空気電池はリチウムイオン電池の発展型の蓄電池であり、
理論的にはリチウムイオン電池の5～8倍の重量エネルギー密度を持つ
ことが期待されている。現在のところ、従来よりリチウムイオン電池
に用いられてきた有機電解液などの材料をリチウム－空気電池に用い
ると充放電中に分解・反応してしまうため、より安定な材料が探索さ
れている。一方、携帯機器用のリチウムイオン電池では発火等の事故
例があるが、電池が大型化すると蓄積されるエネルギー量も増大する
ため、安全性の向上がより重要となる。電気自動車だけでなく、家庭
や発電施設等での余剰電力用蓄電池としても期待できるとしている。

長期サイクル試験後、カソードPt/C触媒に固体副生成物が見つからな
かったことは驚くことではない。これは、走査型電子顕微鏡(SEM)お
よびX線光電子分光法(XPS)によって確認されたように、サイクリング
中の非常に可逆的な陰極HER/HORによるもの(図S6)。また、H₂長期
イクル後のカソードはリサイクルして新品のセルに適用でき(図S7)、
Li-H電池での堅牢性が実証されています。同時に、サイクリング後の
Li-metalアノード表面のSEIの形態と組成を解析(図S8)。その結果、
イクルされたLi金属の表面に高密度のSEIが形成されていることがわ
かる。XPS分析は、サイクルされたLi金属上のSEIの特徴をさらに明ら
かにするために実施された。LiFが豊富なLi₂O-free SEIは、LATPの高
いLiイオン輸送特性と優れた選択性により検出され、LiFリッチSEIが
Liイオンの均一かつ迅速な移動を促進する。これは、Li−H細胞が安定
した長期サイクルを達成できるように、安定したSEIの形成にとって重
要となる。
【関連情報】研究成果は、
『Angewandte Chemie International Edition』誌に2024年11月30日
付で公開。
・USTC Develops High-Performance Rechargeable Lithium-hydrogen
Gas Batteries
・中国科大首次报道可充电锂金属-氢气电池
・論文DOI：https://doi.org/10.1002/ange.202419663

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

　【菅田将暉＆小松菜奈】映画『糸』MUSIC VIDEO (中島みゆき「糸」)

●　今日の言葉：もっと情熱を！

　　　　　　　 春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

エネルギーと環境 191

2025年03月27日 | ネオコンバ－テック

彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

　　
腰に箙を着けた武士『新形三十六怪撰』　　　　　　　　　　　　　梶原景季

図1.再エネ賦課金単価の推移

✳️ 再エネ賦課金はどのように算定？
FIT/FIP制度では「再生可能エネルギー電気の利用の促進に関する特別
措置法」（再エネ特措法）に基づき、再エネ電気の買取りに要する費
用を、再エネ賦課金というかたちで電気の使用者から広く回収してい
る。経済産業省は、2025年度の賦課金単価を3月21日に決定し公開。

2025年度の賦課金単価は、前年比＋0.49円/kWhの「3.98円/kWh」と
なり、再エネ電気の固定価格買取制度の開始以来の最高値となった。
なお、2025年度の賦課金単価は2025年5月検針分の電気料金から202
6年4月検針分の電気料金まで適用されるものである。目安として一ヶ
月の電力使用量が400kWhの需要家モデルの場合、月額1,592円、年額
19,104円の負担額となる。

賦課金単価は、図2のような計算式を用いて算定することとしているが、
これらの金額等の多くは、あくまで2025年度の「予測値」（見込み額）
であり、一定の仮定を置いて算定したものである。2025年度の賦課金
単価が前年と比べて上昇した理由は、再エネ発電設備の増加により買
取費用が増加する見込みであるほか、市場。価格の低下により回避可
能費用が減少する見込みであることによる。2025年度賦課金単価算定
の内訳詳細は公開されていない。（算定方法）

図2.再エネ賦課金単価の算定式　出典：経済産業省

表1.再エネ賦課金内訳の増減要因　出典：経済産業省
📌明細については、次回記載。

✳️ ペロブスカイト太陽電池の発電効率を1.5倍成膜用インク
3月24日、三菱マテリアルは2025年エネコートテクノロジーズと共同
で、従来の約1.5倍の発電効率を実現したペロブスカイト太陽電池向け
成膜用インクを開発。
三菱マテリアルによると、逆型構造のペロブスカイト太陽電池では、
電子のみを集電板に運搬するための電子輸送層を、ペロブスカイト発
電層にダメージを与えずに形成する必要がある。また、ペロブスカイ
ト太陽電池の商用化に向けて、より低コストの材料や成膜方法を開発
することが求められていた。

塗布型の成膜プロセスは製造コストに優れるが、成膜用インクの溶媒
がペロブスカイト発電層にダメージを与えてしまうという問題があっ
た。また、ダメージを与えないような有機溶媒中では、ナノサイズの
酸化スズが凝集してペロブスカイト発電層との密着性が得られなくな
ってしまうことが課題となっていた。

今回開発した塗布型の電子輸送層成膜用インクは、酸化スズナノ粒子
の表面を適切な材料で被覆している。これにより有機溶媒中に凝集さ
せることなく分散させ、ペロブスカイト発電層に十分に密着した塗膜
を形成することが可能になった。これを使用することでペロブスカイ
ト発電層から生成される電子を金属電極に効率的に輸送できるように
なり、発電効率が従来の約1.5倍の16.0％に向上した。

【関連特許事例】
1️⃣　特開2024-158418　酸化錫粒子含有ゲル、酸化錫粒子分散液の製
造方法、および、酸化錫粒子積層膜の製造方法　三菱マテリアル株式
会社
【要約】酸化錫粒子を含み、溶媒を添加することで、前記酸化錫粒子
が前記溶媒中に拡散し、酸化錫分散液となることを特徴とする。一級
アミンまたは二級アミンのいずれか一種又は二種を含むことが好まし
い。前記酸化錫粒子の含有量が２５ｍａｓｓ％以上６５ｍａｓｓ％以
下の範囲内であることが好ましく、溶媒を添加することで分散処理を
介さずに酸化錫粒子分散液とすることが可能な酸化錫粒子含有ゲル、
この酸化錫粒子含有ゲルを用いた酸化錫粒子分散液の製造方法、酸化
錫粒子積層膜の製造方法を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】酸化錫粒子を含み、溶媒を添加することで、前記酸化錫
粒子が前記溶媒中に拡散し、酸化錫分散液となることを特徴とする酸
化錫粒子含有ゲル。
【請求項２】一級アミンまたは二級アミンのいずれか一種又は二種を
含むことを特徴とする請求項１に記載の酸化錫粒子含有ゲル。
【請求項３】前記酸化錫粒子の含有量が２５ｍａｓｓ％以上６５ｍａ
ｓｓ％以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の酸化錫
粒子含有ゲル。
【請求項４】前記酸化錫粒子の１次粒子径が１．５ｎｍ以上１００ｎ
ｍ以下の範囲内とされていることを特徴とする請求項１に記載の酸化
錫粒子含有ゲル。
【請求項５】前記酸化錫粒子に異種元素がドープされていることを
とする請求項１に記載の酸化錫粒子含有ゲル。
【請求項６】前記異種元素が、アンチモン、フッ素、リンから選択さ
１種又は２種以上であることを特徴とする請求項５に記載の酸化錫粒
子含有ゲル。
【請求項７】酸化錫粒子分散液の製造方法であって、請求項１から
請求項５のいずれか一項に記載の酸化錫粒子含有ゲルに溶媒を添加す
る溶媒添加工程を有することを特徴とする酸化錫粒子分散液の製造方法。
【請求項８】酸化錫粒子積層膜の製造方法であって、
  請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の酸化錫粒子含有ゲルに
溶媒を添加して酸化錫粒子分散液を作製する溶媒添加工程と、得られ
た前記酸化錫粒子分散液を塗工する塗工工程と、を備えていることを
特徴とする酸化錫粒子積層膜の製造方法。
【発明の効果】
  本発明によれば、溶媒を添加することで分散処理を介さずに酸化錫粒
子分散液とすることが可能な酸化錫粒子含有ゲル、この酸化錫粒子含
有ゲルを用いた酸化錫粒子分散液の製造方法、酸化錫粒子積層膜の製
造方法を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
この発明は、例えば導電膜等を成膜する際に用いられる酸化錫粒子分
散液を作製可能な酸化錫粒子含有ゲル、この酸化錫粒子含有ゲルを用
いた酸化錫粒子分散液の製造方法、および、酸化錫粒子積層膜の製造
方法に関するものである。酸化錫は比較的良好な導電性を有すること
から、各種デバイスにおける導電層等の導電性材料として、酸化錫粒
子が積層された構造の酸化錫粒子積層膜が用いられている。なお、酸
化錫粒子積層膜に対して特定の特性を向上させるために、各種元素を
酸化錫にドープした材料も提案されている。
  上述の酸化錫粒子積層膜は、例えば特許文献１に開示されているよう
に、酸化錫粒子が分散された酸化錫粒子分散液を塗工して乾燥するこ
とよって形成される。
上述の酸化錫粒子分散液を製造する方法として、酸化錫粉体をビーズ
ミル等で分散処理して分散液とする方法、ソルボサーマル法等の手法
で粉体を介さずに酸化錫粒子分散液を作製する方法が提案されている。
ところで、酸化錫粉体をビーズミル等で分散処理して分散液とする方法
においては、不揮発性の有機化合物を分散剤として利用する必要があ
るため、塗工・乾燥後に残存する分散剤が酸化錫粒子積層膜の導電性
低下の原因となる。また、ペロブスカイト太陽電池の電子輸送層とし
て利用されるようなシングルナノサイズの酸化錫粒子を分散すること
が困難であるといった課題も有する。一方、ソルボサーマル法等の手
法で粉体を介さずに酸化錫粒子分散液を作製する方法においては、酸
化錫粒子の高濃度化が困難であり、溶媒の割合が多くなり、輸送コス
ト等がかかるといった課題を有する。特に、粒径が１０ｎｍ以下のシ
ングルナノの粒子では、分散液の高濃度化に伴う粒子間隔の減少が顕
著であるため、分散液の高濃度化は非常に困難である。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、溶媒を添加
することで分散処理を介さずに酸化錫粒子分散液とすることが可能な
酸化錫粒子含有ゲル、この酸化錫粒子含有ゲルを用いた酸化錫粒子分
散液の製造方法、酸化錫粒子積層膜の製造方法を提供することを目的
とする。
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の態様１の酸化錫粒子含有ゲルは、
酸化錫粒子を含み、溶媒を添加することで、前記酸化錫粒子が前記溶
媒中に拡散し、酸化錫分散液となることを特徴としている。
  本発明の態様１の酸化錫粒子含有ゲルによれば、溶媒を添加すると、
前記酸化錫粒子が前記溶媒中に拡散することから、酸化錫粒子含有ゲ
ルに溶媒を添加することで酸化錫粒子分散液を得ることができる。
  よって、酸化錫粒子を酸化錫含有ゲルの状態で輸送することができ、
輸送コストの削減を図ることができる。また、不揮発性の有機化合物
からなる分散剤を用いる必要が無く、導電性に優れた酸化錫粒子積層
膜を成膜することができる。
【０００９】本発明の態様２の酸化錫粒子含有ゲルは、態様１の酸化
錫粒子含有ゲルにおいて、一級アミンまたは二級アミンのいずれか一
種又は二種を含むことを特徴としている。本発明の態様２の酸化錫粒
子含有ゲルによれば、酸化錫粒子の他に、一級アミンまたは二級アミ
ンのいずれか一種又は二種を含んでいることから、水や低級アルコー
ル等の溶媒を添加することで、酸化錫粒子含有ゲルに含まれる酸化錫
粒子を溶媒中に効率良く分散させることが可能となる。
【００１０】
  本発明の態様３の酸化錫粒子含有ゲルは、態様１または態様２の酸化
錫粒子含有ゲルにおいて、前記酸化錫粒子の含有量が２５ｍａｓｓ％
以上６５ｍａｓｓ％以下の範囲内であることを特徴としている。
  本発明の態様３の酸化錫粒子含有ゲルによれば、前記酸化錫粒子の含
有量が２５ｍａｓｓ％以上６５ｍａｓｓ％以下の範囲内とされている
ので、酸化錫粒子を高濃度で含有しており、輸送コストを大きく削減
することができる。
本発明の態様４の酸化錫粒子含有ゲルは、態様１から態様３のいずれ
かひとつの酸化錫粒子含有ゲルにおいて、前記酸化錫粒子の１次粒子
径が１．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内とされていることを特徴
としている。
  本発明の態様４の酸化錫粒子含有ゲルによれば、前記酸化錫粒子の１
次粒子径が１．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内とされているので
ナノオーダーの膜厚の酸化錫粒子積層膜を安定して成膜することがで
きる。本発明の態様５の酸化錫粒子含有ゲルは、態様１から態様４の
いずれかひとつの酸化錫粒子含有ゲルにおいて、前記酸化錫粒子に異
種元素がドープされていることを特徴としている。
  本発明の態様５の酸化錫粒子含有ゲルによれば、前記酸化錫粒子に異
種元素がドープされていることから、酸化錫粒子の特性を調整すること
ができ、要求特性に応じた酸化錫粒子積層膜を成膜することが可能と
なる。
本発明の態様６の酸化錫粒子含有ゲルは、態様５の酸化錫粒子含有ゲ
ルにおいて、前記異種元素が、アンチモン、フッ素、リンから選択さ
れる１種又は２種以上であることを特徴としている。
  本発明の態様６の酸化錫粒子含有ゲルによれば、前記異種元素が、ア
ンチモン、フッ素、リンから選択される１種又は２種以上とされてい
るので、酸化錫粒子の特性を調整することができ、要求特性に応じた
酸化錫粒子積層膜を成膜することが可能となる。
  本発明の態様７の酸化錫粒子分散液の製造方法は、態様１から態様５
のいずれかひとつの酸化錫粒子含有ゲルに溶媒を添加する溶媒添加工
程を有することを特徴としている。
  本発明の態様７の酸化錫粒子分散液の製造方法によれば、態様１から
態様５のいずれかひとつの酸化錫粒子含有ゲルに溶媒を添加する溶媒
添加工程を有していることから、溶媒添加工程によって、酸化錫粒子
が溶媒中に十分に分散した酸化錫粒子分散液を作製することが可能と
なる。【００１５】
  本発明の態様８の酸化錫粒子積層膜の製造方法は、態様１から態様５
のいずれかひとつの酸化錫粒子含有ゲルに溶媒を添加して酸化錫粒子
分散液を作製する溶媒添加工程と、得られた前記酸化錫粒子分散液を
塗工する塗工工程と、を備えていること特徴としている。
  本発明の態様８の酸化錫粒子積層膜の製造方法によれば、態様１から
態様５のいずれかひとつの酸化錫粒子含有ゲルに溶媒を添加して酸化
錫粒子分散液を作製する溶媒添加工程と、得られた前記酸化錫粒子分
散液を塗工する塗工工程と、を備えているので、酸化錫粒子が均一に
配置され、導電性に優れた酸化錫粒子積層膜を成膜することが可能と
なる。
【発明を実施するための形態】
本発明の実施形態である酸化錫粒子含有ゲルは、例えば導電層として
使用される酸化錫粒子積層膜を構成する酸化錫粒子を高濃度に含有す
るものである。この酸化錫粒子含有ゲルに、溶媒を添加することによ
り、酸化錫粒子分散液が作製される。この酸化錫粒子分散液を塗工・
乾燥することによって、上述の酸化錫粒子積層膜が成膜されることに
なる。
ここで、本実施形態における酸化錫粒子積層膜は、例えば、図１に示
すペロブスカイト太陽電池の電子輸送層として使用される。ペロブス
カイト太陽電池１０は、例えば図１に示すように、ガラス基板１１の
表面に、ＩＴＯ膜１２，電子輸送層１３，ペロブスカイト層１４，正
孔輸送層１５，裏面電極１６が積層された構造とされている。
電子輸送層１３を構成する酸化錫粒子積層膜においては、その膜厚が
１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内とされている。
  このため、酸化錫粒子分散液においては、酸化錫粒子積層膜を薄くか
つ精密に成膜することが求められている。また、酸化錫粒子積層膜に
は、導電性材料として、導電性に優れていることが求められている。
本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルは、酸化錫粒子を含み、溶媒を
添加することで、前記酸化錫粒子が前記溶媒中に拡散する。すなわち、
溶媒を添加することで、酸化錫粒子含有ゲルに含まれる酸化錫粒子が
溶媒中に拡散され、酸化錫粒子分散液が作製されることになる。
ここで、添加する溶媒としては、水、エタノール等の低級アルコール
（炭素数：３以下）およびそれらの混合液を用いることができる。
  また、溶媒を添加した際に酸化錫粒子含有ゲルに含まれる酸化錫粒子
が溶媒中に分散したか否かは、粒度分布測定および透過型電子顕微鏡
観察で判断することができる。
すなわち、透過型電子顕微鏡観察で測定した粒子径を幾何学的粒子径
と、粒度分布測定装置を用いて動的光散乱法にて測定した粒子径を流
体力学的粒子径とし、流体力学的粒子径を幾何学的粒子径で除した値
で、分散の有無を判断することが可能となる。【００２３】

  なお、酸化錫粒子含有ゲルにおいては、溶媒を添加してから経時的
に酸化錫粒子の分散状態が変化することから、一定期間経過後に酸化
錫粒子の分散状態を評価することが好ましい。溶媒の添加から酸化錫
粒子の分散状態の評価までの時間は、特に制限はないが、３０分以上
１４４０分以下の範囲内とすることが好ましい。本実施形態では、溶
媒の添加から酸化錫粒子の分散状態の評価までの時間を１２０分に設
定している。【００２４】
  本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいては、一級アミンまたは二
級アミンのいずれか一種又は二種を含むことが好ましい。ここで、一
級アミンとしては、例えば、モノメチルアミン、２－アミノエタノー
ルを用いることができる。また、二級アミンとしては、例えば、ジメ
チルアミン、ジエチルアミンを用いることができる。【００２５】
  また、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいては、酸化錫粒子
の１次粒子径が１．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内であることが
好ましい。
  なお、酸化錫粒子の１次粒子径は、１．８ｎｍ以上であることがより
好ましく、２．０ｎｍ以上であることがさらに好ましい。また、酸化
錫粒子の１次粒子径は、５０ｎｍ以下であることがより好ましく、
１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。【００２６】
さらに、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいては、酸化錫粒
子の含有量が２５ｍａｓｓ％以上６５ｍａｓｓ％以下の範囲内である
ことが好ましい。なお、酸化錫粒子含有ゲルにおける酸化錫粒子の含
有量は２８ｍａｓｓ％以上であることがさらの好ましく、３０ｍａｓｓ
％以上であることがより好ましい。また、酸化錫粒子含有ゲルにおけ
る酸化錫粒子の含有量は５２ｍａｓｓ％以下であることがさらの好ま
しく、４５ｍａｓｓ％以下であることがより好ましい。【００２７】

  また、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいては、酸化錫粒子
は、Ｓｎ、Ｏ以外の異種元素がドープされたものであってもよい。な
お、異種元素の含有量は、１００００ｍａｓｓｐｐｍ上１０００００
ｍａｓｓｐｐｍ以下の範囲内とすることが好ましい。また、ドープ
される異種元素として、アンチモン、フッ素、リンから選択される１
種又は２種以上を用いることが好ましい。【００２８】
  次に、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルの製造方法、および、
酸化錫粒子分散液の製造方法の一例について、図２のフロー図を用い
て説明する。【００２９】
（原料懸濁液生成工程Ｓ０１）
  塩化錫水溶液に、重炭酸アンモニウム水溶液を滴下し、発泡が収まる
まで静置し、原料懸濁液を生成する。この原料懸濁液生成工程Ｓ０１
においては、滴下速度を０．２ｍＬ／ｍｉｎ以上１．６ｍＬ／ｍｉｎ
以下の範囲内とすることが好ましい。
（酸化錫粒子含有ゲル生成工程Ｓ０２）
  次に、原料懸濁液からデカンテーションにより固形分を取り出し、こ
の固形物にアミン水溶液を添加し、所定時間静置する。これにより、
酸化錫粒子を含有するゲル状物（本実施形態である酸化錫粒子含有ゲ
ル）が作製される。
  この酸化錫粒子含有ゲル生成工程Ｓ０２においては、加えるアミンま
たはアミン溶液におけるアミン濃度を２０ｍａｓｓ％以上７０ｍａｓ
ｓ％以下の範囲内とすることが好ましい。
（溶媒添加工程Ｓ０３）
  次に、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルに、溶媒を添加して所定
時間放置することにより、ゲル中の酸化錫粒子が溶媒中に拡散し、酸
化錫粒子分散液が生成する。
次に、酸化錫粒子含有ゲルを用いた酸化錫粒子積層膜の製造方法の一
例について、図３のフロー図を用いて説明する。
（溶媒添加工程Ｓ１１）
  まず、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルに、溶媒を添加して所定
時間放置することにより、酸化錫粒子分散液を得る。
（固形分濃度調整工程Ｓ１２）
  次に、得られた酸化錫粒子分散液を準備し、イオン交換水を用いて、
酸化錫粒子分散液における固形分濃度が２ｍａｓｓ％以上２０ｍａｓ
ｓ％以下の範囲内になるように調整する。
  なお、酸化錫粒子分散液における固形分濃度は５ｍａｓｓ％以上であ
ることが好ましく、８ｍａｓｓ％以上とすることがより好ましい。ま
た、酸化錫粒子分散液における固形分濃度はが１８ｍａｓｓ％以下で
あることが好ましく、１５ｍａｓｓ％以下とすることがより好ましい。
（塗工工程Ｓ１３）
  次に、固形分濃度を調整した酸化錫粒子分散液を、スピンコート装置
によって基板上に塗工する。
  この塗工工程Ｓ１２におけるスピンコートの条件は、回転数５００
ｒｐｍ以上３０００ｒｐｍ以下の範囲内、塗工時間を５秒以上６０秒
以下の範囲内とすることが好ましい。また、塗工膜の厚さは、２０ｎｍ
以上１００ｎｍ以下の範囲内とすることが好ましい。
（加熱工程Ｓ１４）
  次に、塗工膜（塗工した酸化錫粒子分散液）を加熱することにより、
溶媒を除去し、酸化錫粒子積層膜を形成する。
  この加熱工程Ｓ１３における加熱条件は、加熱温度を１００℃以上
４００℃以下の範囲内、加熱時間を１分以上１０分以下の範囲内とす
ることが好ましい。
上述の各工程により、本実施形態である酸化錫粒子積層膜が成膜される。
  ここで、本実施形態である酸化錫粒子積層膜においては、膜厚の平均
値が１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内、膜厚の標準偏差が３ｎｍ
以上４０ｎｍ以下の範囲内、膜厚の変動係数ＣＶが５０％以下とされ
ている。
以上のような構成とされた本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルによ
れば、溶媒を添加することで、前記酸化錫粒子が前記溶媒中に拡散し、
酸化錫粒子分散液を得ることが可能となる。
  よって、酸化錫粒子を酸化錫含有ゲルの状態で輸送することができ、
輸送コストの削減を図ることができる。また、不揮発性の有機化合物
からなる分散剤を用いる必要が無く、導電性に優れた酸化錫粒子積層
膜を成膜することができる。
ここで、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいて、一級アミン
または二級アミンのいずれか一種又は二種を含む場合には、水や低級
アルコール等の溶媒を添加することで、酸化錫粒子含有ゲルに含まれ
る酸化錫粒子を溶媒中に効率良く分散させることが可能となる。
また、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいて、酸化錫粒子の
含有量が２５ｍａｓｓ％以上６５ｍａｓｓ％以下の範囲内である場合
には、酸化錫粒子を高濃度で含有しており、輸送コストを大きく削減す
ることができる。
さらに、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいて、酸化錫粒子
の１次粒子径が１．５ｎｍ以上１００ｎｍ以下の範囲内とされている
場合には、ナノオーダーの膜厚の酸化錫粒子積層膜を安定して成膜す
ることができる。
また、本実施形態である酸化錫粒子含有ゲルにおいて、酸化錫粒子に
異種元素がドープされている場合には、ドープする異種元素の種類お
よび含有量により、求特性に応じた酸化錫粒子積層膜を成膜すること
が可能となる。
  ここで、異種元素が、アンチモン、フッ素、リンから選択される１種
又は２種以上である場合には、特に導電性に優れた酸化錫粒子積層膜
を成膜することが可能となる。
本実施形態である酸化錫粒子分散液の製造方法によれば、本実施形態
である酸化錫粒子含有ゲルに溶媒を添加する溶媒添加工程Ｓ０３を有
することから、この溶媒添加工程Ｓ０３によって、酸化錫粒子が溶媒
中に十分に分散した酸化錫粒子分散液を作製することが可能となる。

  本実施形態である酸化錫粒子積層膜の製造方法によれば、本実施形態
である酸化錫粒子含有ゲルに溶媒を添加して酸化錫粒子分散液を作製
する溶媒添加工程Ｓ１１と、得られた酸化錫粒子分散液を塗工する塗
工工程Ｓ１３と、を備えているので、酸化錫粒子が均一に配置され、
導電性に優れた酸化錫粒子積層膜を成膜することが可能となる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定
されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変
更可能である。
  本実施形態では、酸化錫粒子積層膜が、図１に示すペロブスカイト太
陽電池の電子輸送層を構成するものとして説明したが、これに限定さ
れる他の用途で使用されるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である酸化錫粒子積層膜を備えたペロブス
カイト太陽電池の概略説明図。本実施形態における酸化錫粒子積層膜
は、例えば、図１に示すペロブスカイト太陽電池の電子輸送層として
使用される。ペロブスカイト太陽電池１０は、例えば図１に示すよう
に、ガラス基板１１の表面に、ＩＴＯ膜１２，電子輸送層１３，ペロ
ブスカイト層１４，正孔輸送層１５，裏面電極１６が積層された構造。

【図２】本発明の実施形態である酸化錫粒子含有ゲルの製造方法、お
よび、酸化錫粒子分散液の製造方法の製造方法の一例を示すフロー図

【図３】本発明の実施形態である酸化錫粒子積層膜の製造方法の一例
を示すフロー図

【実施例】【００４６】
  本発明の有効性を確認するために行った確認実験について説明する。
塩化錫五水和物をイオン交換水に溶解してＡ液を得た。また、重炭酸
アンモニウムをイオン交換水に溶解してＢ液を得た。Ｂ液をＡ液に１ｍ
Ｌ／ｍｉｎの速度で滴下し、発泡がおさまるまで静置して原料懸濁液
とした。原料懸濁液をデカンテーションして固形分を取り出し、この
固形分１ｇに、表１に示すアミンまたはアミン溶液を添加し、１時間
静置することにより、酸化錫粒子含有ゲルを得た。
なお、本発明例６～１７については、以下に示す手順によって表１に
示すように、酸化錫粒子に異種元素をドープした。
  Ｓｂドープ：Ａ液に塩化アンチモン（III）を添加し、その後、Ｂ液を
Ａ液に滴下した。
  Ｐドープ：Ａ液に三塩化リンを添加し、その後、Ｂ液をＡ液に滴下した。
  Ｆドープ：Ａ液にフッ化錫（IV）を添加し、その後、Ｂ液をＡ液に滴下した。
  Ｓｂ，Ｐ共ドープ：Ａ液に塩化アンチモン（III）を添加した後に、三
塩化リンを添加し、その後、Ｂ液をＡ液に滴下した。【００４９】
  得られた酸化錫粒子含有ゲルについて、以下のように評価した。【００５０】
（溶媒添加後の酸化錫粒子の分散状態）
  得られた酸化錫粒子含有ゲル０．５ｇに対して、溶媒としてイオン交
換水を添加後の酸化錫濃度が８ｍａｓｓ％になる分量添加した。
  そして、透過型電子顕微鏡（日本電子株式会社型式名：ＪＥＭ－２
０１０Ｆ）を用いて、倍率２００，０００倍で撮影した。撮影した像
を、ソフトウェア（品名：ＩｍａｇｅＪ）により、１００個の粒子の
粒子径を測定し、その平均を算出することで求めた。このように測定
した粒子径を、幾何学的粒子径とした。
  また、溶媒を添加した酸化錫粒子含有ゲルを０．５ｍａｓｓ％まで
分散媒と同じ溶媒で希釈した後に、１ｍｏｌ／Ｌ水酸化ナトリウム水
溶液または１ｍｏｌ／Ｌ塩酸でｐＨ＝８．０に調整した。粒度分布測
定装置（Ｍａｌｖｅｒｎ社製Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ  ｎａｎｏ）を用い
て、動的光散乱法にて粒子直径の個数分布を測定した。個数分布から
平均値を算出し、流体力学的粒子径の値を得た。
  上記流体力学的粒子径を上記幾何学的粒子径で除した値が２．５以下
のものを分散していると判断した。【００５１】
（酸化錫粒子の１次粒子径）
  酸化錫粒子含有ゲルに含まれる酸化錫粒子について、透過型電子顕微
鏡（日本電子株式会社型式名：ＪＥＭ－２０１０Ｆ）を用いて、倍率
２００，０００倍で撮影した。撮影した像を、ソフトウェア（品名：
ＩｍａｇｅＪ）により、１００個の粒子の粒子径を測定し、その平均
を算出することで求めた。
【００５２】（酸化錫粒子の含有量）
  酸化錫粒子含有ゲル１ｇをアルミ皿にのせ、２００℃の送風乾燥機に
て２時間加熱した。加熱前後の重量変化を酸化錫粒子含有ゲルの重量
で除し、酸化錫粒子含有ゲルに含まれる揮発分率（％）を算出した。
そして、以下の式によって、酸化錫粒子の含有量を算出した。
  酸化錫粒子の含有量（％）＝１００－揮発分率（％）
【００５３】（酸化錫粒子積層膜の導電性）
  上述の酸化錫粒子分散液に対して、イオン交換水を添加して固形分濃
度８ｍａｓｓ％に希釈した。
  希釈した酸化錫粒子分散液をスピンコーター（三笠株式会社  型式名
：MS-A150）にて、５００ｒｐｍ、６０秒の条件で、５０ｍｍ×５０
ｍｍのガラス基板上にスピンコートし、塗工膜を形成した。
  塗工膜を形成したガラス基板を、ホットプレート上で、１００℃、３
分加熱することにより、酸化錫粒子積層膜を成膜した。
  上述のようにして得られた酸化錫粒子積層膜について、表面抵抗測定
器（品番：ロレスタＡＰ  ＭＣＰ－Ｔ４００プローブ：ＡＳＰプローブ
（四針）、三菱化学社製）にて抵抗測定した。

表1.

2️⃣ 特開2024-124166 酸化錫粒子分散液、酸化錫粒子分散液の製造方
法、および、酸化錫粒子積層膜の製造方法三菱マテリアル株式会社
【要約】溶媒中に酸化錫粒子が分散された酸化錫粒子分散液であって、
等電点が１．０以上３．８以下であることを特徴とする。ｐＨを８．０
に調整した際に、前記酸化錫粒子の凝集が生じないことが好ましい。前
記酸化錫粒子に異種元素がドープされていてもよい。
3️⃣ 特開2025-7197　水分解光触媒、水分解光触媒の製造　学校法人東
京理科大学　三菱マテリアル株式会社
【要約】下図1の如く、金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物のうち、
少なくとも何れか１つを含む光触媒結晶と、前記光触媒結晶に担持され
る、貴金属を含む水素生成助触媒と、を有し、光の照射によって水を
水素と酸素に光分解する水分解光触媒であって、前記光触媒結晶は、
前記水素を生成させる第１結晶面と、前記酸素を生成させる第２結晶面
と、を有し、前記水素生成助触媒は、前記第１結晶面に選択的に担持
されていることを特徴とする。

図１　本発明の一実施形態の水分解光触媒を示す模式図
【符号の説明】
  １０…水分解光触媒　１１…光触媒結晶　１２…水素生成助触媒
  １３…酸化クロム層　Ｆ１…第１結晶面　Ｆ２…第２結晶面
【発明の効果】
本発明によれば、結晶面によって水素と酸素との生成率が異なる光触
媒結晶であっても、効率的に水を光分解することが可能な水分解光触媒、
および水分解光触媒の製造方法を提供することが可能になる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】金属酸化物、金属窒化物、金属硫化物のうち、少なくと
も何れか１つを含む光触媒結晶と、前記光触媒結晶に担持される、貴金
属を含む水素生成助触媒と、を有し、光の照射によって水を水素と酸素
に光分解する水分解光触媒であって、前記光触媒結晶は、前記水素を
生成させる第１結晶面と、前記酸素を生成させる第２結晶面と、を有し、
  前記水素生成助触媒は、前記第１結晶面に選択的に担持されているこ
とを特徴とする水分解光触媒。
【請求項２】前記光触媒結晶は、ペロブスカイト構造を持つ１８面体
であり、前記第１結晶面は｛１００｝であることを特徴とする請求項
１に記載の水分解光触媒。
【請求項３】前記光触媒結晶は、チタン酸ストロンチウムであること
を特徴とする請求項２に記載の水分解光触媒。
【請求項４】前記第１結晶面には、酸化クロム層が形成されているこ
とを特徴とする請求項３に記載の水分解光触媒。
【請求項５】前記水素生成助触媒は、ロジウム－クロム酸化物である
ことを特徴とする請求項４に記載の水分解光触媒。
【請求項６】請求項５に記載の水分解光触媒の製造方法であって、
  チタン酸ストロンチウムを分散させた分散液にクロム酸塩を添加して
から光を照射して、前記第１結晶面に選択的に酸化クロム層を光電着さ
せる酸化クロム層形成工程と、アルコールを添加して、前記第２結晶
面に選択的にアルコールを含むマスク層を形成するマスク層形成工程と、
  ロジウムの錯体を含む前駆体を添加して、前記第１結晶面の前記酸化
クロム層上に選択的に前記前駆体を吸着させる前駆体吸着工程と、
  前記前駆体が吸着されたチタン酸ストロンチウムを加熱して、酸化ク
ロム層に含まれるクロムと前記前駆体に含まれるロジウムとを熱酸化さ
せて、ロジウム－クロム酸化物からなる前記水素生成助触媒を前記第１
結晶面に形成する水素生成助触媒生成工程と、を有することを特徴と
する水分解光触媒の製造方法。
【請求項７】前記前駆体は、ロジウム塩の水溶液にアミノ酸ペプチド
を添加した後、還元剤を添加することによって生成することを特徴とす
る請求項６に記載の水分解光触媒の製造方法。
【請求項８】前記前駆体吸着工程では、ｐＨを１０．０以下にするこ
とを特徴とする請求項６に記載の水分解光触媒の製造方法。
【請求項９】前記水素生成助触媒生成工程では、熱酸化温度を２５０
℃以上、３５０℃以下の範囲にすることを特徴とする請求項６に記載
の水分解光触媒の製造方法。
【請求項１０】前記アルコールは、エチレングリコールであることを
特徴とする請求項６に記載の水分解光触媒の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態の水分解光触媒を示す模式図である。
【図２】図１の水分解光触媒の断面図である。

【図３】チタン酸ストロンチウムの第１結晶面と、第２結晶面Ｆ２と
のエネルギーを示す模式図である。

【図４】本発明の一実施形態の水分解光触媒の製造方法を段階的に示
したフローチャートである。

【図５】分散液のｐＨとロジウム錯体の安定性との関係を示すグラフ
である。

【図６】水分解光触媒の第１結晶面（１００）のＳＴＥＭ－ＥＤＳマッ
ピングを示す画像である。

【図７】水分解光触媒の第２結晶面（１１０）のＳＴＥＭ－ＥＤＳマッ
ピングを示す画像である。

【図８】水分解光触媒の第１結晶面に担持されるロジウムの濃度と、
水素生成効率との関係を示すグラフである。

【図９】水分解光触媒の第１結晶面に担持されるクロムの濃度と、水素
生成効率との関係を示すグラフである。

【図１０】ロジウム錯体を吸着させた光触媒結晶の焼成温度と、得ら
れた水分解光触媒の水素生成効率、酸素生成効率との関係を示すグラフ
である。

【図１１】マスク層として用いたアルコールの種類と、生成した水分解
光触媒の水素生成効率、酸素生成効率との関係を示すグラフである。
【図１２】エチレングリコールの添加量と、生成した水分解光触媒の
水素生成効率、酸素生成効率との関係を示すグラフである。
【図１３】光の照射時間と、生成した水分解光触媒の水素生成効率、酸
素生成効率との関係を示すグラフである。

関西電力が福井県内の3原発で計画する使用済み核燃料の
乾式貯蔵施設のイメージ図=関電提供

⛑️高浜原発使用済み核燃料の乾式貯蔵施設建設許可へ
福井県高浜町の関西電力高浜原発の敷地内で使用済み核燃料を保管す
る「乾式貯蔵施設」の建設計画について、原子力規制委員会は26日、
新規制基準に適合すると認める審査書案を取りまとめた。県内の乾式
貯蔵施設の計画が規制委に認められるのは初めて。正式に許可された
後、県や立地自治体による事前了解の手続きに入る。

関電は美浜、大飯、高浜の県内3原発で乾式貯蔵施設の設置を計画。関
電によると、使用済み核燃料を輸送兼用の専用容器「キャスク」に密
封し、横向きで1基ずつ鉄筋コンクリート製の格納設備で覆うという。
規制委は、燃料プール内で冷やして保管する従来の「湿式貯蔵」と比
べて電源が不要で災害に強く、リスクが低いとしている。

3原発で計画する乾式貯蔵施設の保管容量は、使用済み核燃料計1530体
（約700トン）。美浜で同210体分（約100トン）、大飯で同552体（約
250トン）、高浜では768体（約350トン）という。美浜に1カ所、高浜
と大飯には2カ所ずつ設置し、2027～30年ごろに順次運用を始める計画
だ。関電は、県の了承を昨年に受け、3原発に設置するための原子炉設
置変更許可を規制委に申請していた。

　関電は乾式貯蔵について、県外で30年ごろに操業を予定する中間貯蔵
施設への「円滑な搬出のため」の施設と説明している。一方で、中間貯
蔵施設の具体的な計画地は示されず、原発内に使用済み核燃料が留め
置かれるのではないかとの不安の声が、地元の町議会などで上がって
いる。設置に向けては今後、県や立地自治体の事前了解が必要になり、
関電は保管期間や搬出時期について具体的な説明を求められる。

杉本達治知事は、使用済み核燃料の県外搬出に向けた関電のロードマッ
プを容認すると表明した24日、乾式貯蔵施設の計画について「まずは
厳しい審査を終えてからと申し上げてきた。具体的な搬出時期の考え
方を示していただきながら、議論していく」と話した。

●

今日の言葉：

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

エネルギーと環境 190

2025年03月27日 | ネオコンバ－テック

彦根市ひこにゃんイラストに対する画像結果
根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時代
の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

　　　　　　　　　　　　

【季語と短歌：３月２7日】
　　　
　　　　　　　　　　春霞　霞ゝて　吹く黄砂　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）　　

✳️140Gbps 時代 ②
日本電信電話株式会社（NTT）、株式会社NTTドコモ、日本電気株式
会社（NEC）は3月24日、71GHzから86GHzのミリ波帯において140
Gbpsのリアルタイム無線伝送に成功したと発表した。3社によれば、
これは従来技術の2倍以上の速度であり、100GHz未満の周波数におい
て世界最速となる。3社は6G時代の無線需要に備えた大容量無線伝送
の実現を目指した取り組みを進めており、今回の成果は、軌道角運動
量（OAM）を用いた新しい空間多重方式を用いた取り組みにより得ら
れた。

1️⃣ 特開2024-123353 無線通信システム、制御装置、無線通信方法及
びプログラム日本電信電話株式会社
【要約】第１無線通信装置は、ビームを形成して第２無線通信装置と
無線通信する無線通信部と、ビームを制御するビーム制御部と、自装
置の周囲を収音した音情報を取得する取得部とを備える。第２無線通
信装置は、ビーム制御部の制御により無線通信部が複数種類のビーム
それぞれにより送信した参照信号を受信し、受信した参照信号の無線
伝送に関する情報を示す伝送情報を通知する。第１無線通信装置又は
制御装置は、伝送情報及び音情報を用いて第１無線通信装置と第２無
線通信装置との間の伝搬環境や将来の通信品質、第２無線通信装置の
在圏確率を推定又は予測する推定予測部と、推定又は予測の結果に基
づいて第１無線通信装置と第２無線通信装置との間の無線通信を制御
する制御部とを備える。下図1のごとく、無線通信装置の周囲の見通し
環境と見通し外環境の双方に基づいて、無線通信の品質を改善する。

図1.無線通信システムの構成を示す図
【発明の効果】
本発明により、無線通信装置の周囲の見通し環境と見通し外環境の双
方に基づいて、無線通信の品質の改善が可能となる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】１以上の第１無線通信装置と、１以上の第２無線通信装
置とを有する無線通信システムであって、前記第１無線通信装置は、
  ビームを形成して前記第２無線通信装置と無線通信する無線通信部と、
  前記無線通信部が形成するビームを制御するビーム制御部と、
  自装置の周囲を収音した音情報を取得する取得部と、を備え、
  前記第２無線通信装置は、前記ビーム制御部の制御により前記無線
通信部が複数種類のビームそれぞれにより送信した参照信号を受信し
、受信した前記参照信号の無線伝送に関する情報を示す伝送情報を通
知する通知部を備え、
  前記第１無線通信装置又は前記第１無線通信装置と接続される制御装
置は、前記通知部から通知された前記伝送情報と前記取得部が取得し
た前記音情報とを用いて前記第１無線通信装置と前記第２無線通信装
置との間の伝搬環境、前記第１無線通信装置と前記第２無線通信装置
との間の将来の通信品質、又は、第２無線通信装置が第１無線通信装
置の通信エリア内に在圏する確率を推定又は予測する推定予測部と、
  前記推定予測部による推定又は予測の結果に基づいて、前記第１無線
通信装置と前記第２無線通信装置との間の無線通信を制御する制御部
とを備える、無線通信システム。
【請求項２】前記制御部は、前記推定予測部による推定又は予測の
結果に基づいて、前記第１無線通信装置が形成するビーム、前記第１
無線通信装置のスリープ、前記第１無線通信装置におけるビームサー
チ範囲、又は、前記第２無線通信装置が接続する前記第１無線通信装
置の切り替えを指示する、
  請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】前記伝送情報は、前記参照信号を伝送した無線の受信
電力、通信品質、通信距離及び伝送路情報のうち一以上と、前記参照
信号の受信タイミング及び前記参照信号の伝送に用いられた前記ビー
ムの識別情報のうち一以上とを含む、請求項１又は請求項２に記載の
無線通信システム。
【請求項４】前記伝搬環境は、前記第１無線通信装置と前記第２無線
通信装置との間における無線信号の遮蔽又は反射を含む、
  請求項１又は請求項２のいずれか一項に記載の無線通信システム。
【請求項５】１以上の第１無線通信装置と、１以上の第２無線通信
装置と、前記第１無線通信装置を制御する制御装置とを有する無線通
信システムにおける前記制御装置であって、複数種類のビームそれぞ
れにより前記第１無線通信装置から送信された参照信号を前記第２無
線通信装置が受信した際の無線伝送に関する情報を示す伝送情報と前
記第１無線通信装置の周囲を収音した音情報とを取得し、取得した前
記伝送情報及び前記音情報を用いて前記第１無線通信装置と前記第２
無線通信装置との間の伝搬環境、前記第１無線通信装置と前記第２無
線通信装置との間の将来の通信品質、又は、第２無線通信装置が第１
無線通信装置の通信エリア内に在圏する確率を推定又は予測する推定
予測部と、
  前記推定予測部による推定又は予測の結果に基づいて、前記第１無
線通信装置と前記第２無線通信装置との間の無線通信を制御する制御
部と、を備える制御装置。
【請求項６】１以上の第１無線通信装置と、１以上の第２無線通信装
置とを有する無線通信システムにおける無線通信方法であって、
  前記第１無線通信装置が、複数種類のビームそれぞれにより無線の
参照信号を送信する送信ステップと、
  自装置の周囲を収音した音情報を取得する取得ステップと、
  前記第２無線通信装置が、
  複数種類のビームそれぞれにより前記第１無線通信装置から送信さ
れた参照信号を受信し、受信した前記参照信号の無線伝送に関する情
報を示す伝送情報を通知する通知ステップと、
  前記第１無線通信装置又は前記第１無線通信装置と接続される制御
装置が、
  前記通知ステップにおいて通知された前記伝送情報と前記取得ステッ
プにおいて取得された前記音情報とを用いて、前記第１無線通信装置
と前記第２無線通信装置との間の伝搬環境、前記第１無線通信装置と
前記第２無線通信装置との間の将来の通信品質、又は、第２無線通信装
置が第１無線通信装置の通信エリア内に在圏する確率を推定又は予測
する推定予測ステップと、
  前記第１無線通信装置又は前記制御装置が、前記推定予測ステップに
おける推定又は予測の結果に基づいて、前記第１無線通信装置と前記
第２無線通信装置との間の無線通信を制御する制御ステップと、
  を有する無線通信方法。
【請求項７】コンピュータを、請求項５の制御装置として機能させ
るためのプログラム。

【詳細説明】
【背景技術】
  ５Ｇ（第５世代移動通信システム）等のシステムにおいては、ミリ波
帯の高周波数帯が使用されている。加えて、６Ｇ（第６世代移動通信
システム）等の将来の無線通信システムにおいて更なる高速・大容量
化を実現していくために、より広い帯域幅を確保可能な更なる高周波
数帯の使用が想定されている（例えば、非特許文献１参照）。しかし
ながら、高周波数帯は、伝搬損失が大きい上に、直進性が高くて透過
性も低い。そのため、高周波数帯は、遮蔽による通信品質の劣化の影
響が顕著である（例えば、非特許文献２参照）。【０００３】
通信品質の劣化の回避には、通信品質の変動を検知して無線局切替制
御を行う手段の利用が一般的である。加えて、カメラを用いた予測に基
づき通信品質劣化前に無線局切替制御を行うことが提案されている（
例えば、非特許文献３参照）。この技術によれば、見通し通信路が遮
蔽されることによる通信品質の低下を回避できる可能性が示されてい
る。また、外部センシング機器を用いずにビームスイープを用いた通
信電波センシングも提案されており（例えば、非特許文献４参照）、
無線通信装置のサイズやコストの増加を抑えつつ、効率的に通信品質
の改善を図ることができる可能性が示されている。
【非特許文献３】Y. Koda, K. Nakashima, K. Yamamoto, T. Nishio,
and M. Morikura, "Handover Management for mmWave Networks
With Proactive Performance Prediction Using Camera Images and
Deep Reinforcement Learning," IEEE Transactions on Cognitive
Communications and Networking, vol. 6, no. 2, June 2020.
【非特許文献４】米村樹他，"ミリ波通信におけるビームペアスキャン
を用いた遮蔽予測"，２０２２年電子情報通信学会通信ソサイエティ
大会，Ｂ－１５－３，２０２２年（中略）。
【図面の簡単な説明】
【図２】同実施形態による無線通信装置及び制御装置の機能ブロック図

【図３】同実施形態による無線通信装置及び制御装置の無線制御を示
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　すフロー図

【図４】同実施形態による無線通信システムの動作例を示すシーケンス図

【図５】同実施形態による制御装置のハードウェア構成を示す図

【符号の説明】【００６１】
１…無線通信システム、２…対向無線通信装置、３、３－１、３－２…
無線通信装置、４…制御装置、５…固定遮蔽物、６…変動遮蔽物、
３１…伝送部、３２…信号処理部、３３…ビーム制御部、３４…送受
信部、３５…アンテナ素子、３６…マイク、３７…収集部、４１…伝
送部、４２…信号処理部、４３…記憶部、４４…推定／予測部、４５…
制御部、７１…プロセッサ、７２…記憶部、７３…通信インタフェー
ス、７４…ユーザインタフェース

2️⃣ 特許7626294　送信装置および送信方法　日本電信電話株式会社｝
【要約】基幹回線にＯＡＭ多重伝送を用い、端末回線にＭＩＭＯ多重
伝送を用いるようにＰｔＭＰ伝送の信号を処理する信号処理部と、前
記基幹回線あての信号と、前記端末回線あての信号とを送信する送信
部と、を備える送信装置である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】基幹回線にＯＡＭ多重伝送を用い、端末回線にＭＩＭＯ
多重伝送を用いるようにＰｔＭＰ伝送の信号を処理する信号処理部と、
  前記基幹回線あての信号と、前記端末回線あての信号とを送信する送
信部と、を備える、送信装置。
【請求項２】前記信号処理部は、前記基幹回線の容量を担保しながら
余剰の電力を前記端末回線へと分配するように送信電力を制御する、
  請求項１に記載の送信装置。
【請求項３】前記信号処理部は、前記基幹回線の送信先である受信局
と、前記端末回線の送信先である受信端末とから取得した受信ＳＩＮＲ
のフィードバック情報に基づいて、前記端末回線に使用するＯＡＭモ
ードを選択する、請求項１または２に記載の送信装置。
【請求項４】前記信号処理部は、前記受信ＳＩＮＲのフィードバック
情報に基づいて、前記基幹回線の通信容量を保証しつつ前記端末回線
の通信容量を最大化させるように、前記端末回線に使用するＯＡＭモ
ードを選択する、請求項３に記載の送信装置。
【請求項５】前記信号処理部は、前記受信ＳＩＮＲのフィードバック
情報に基づいて、前記基幹回線の通信容量を保証しつつ前記端末回線
の通信容量を最大化させるように、送信電力を制御する、請求項３
または４に記載の送信装置。
【請求項６】基幹回線にＯＡＭ多重伝送を用い、端末回線にＭＩＭＯ
多重伝送を用いるようにＰｔＭＰ伝送の信号を処理するステップと、
  前記基幹回線あての信号と、前記端末回線あての信号とを送信するス
テップと、を備える、送信装置が実行する送信方法。
【明細】
【技術分野】【０００１】
  本発明は、電磁波の軌道角運動量（Orbital Angular Momentum：
ＯＡＭ）を用いて無線信号を空間多重伝送する技術に関連するもので
ある。
【背景技術】【０００２】
  近年、伝送容量向上のため、ＯＡＭを用いた無線信号の空間多重伝
送技術の検討が進められている。（例えば、非特許文献１）。ＯＡＭ
を持つ電磁波は、伝搬軸を中心に伝搬方向にそって等位相面がらせん
状に分布する。異なるＯＡＭモードを持ち、同一方向に伝搬する電磁
波は、回転軸方向において空間位相分布が直交するため、異なる信号
系列で変調された各ＯＡＭモードの信号を受信装置において分離する
ことにより、信号を多重伝送することが可能である。【０００３】
  このＯＡＭ多重技術を用いた無線通信システムでは、複数のアンテ
ナ素子を等間隔に円形配置した等間隔円形アレーアンテナ（以下、Ｕ
ＣＡ（Uniform Circular Array）と称する。）を用い、複数のＯＡＭ
モードを生成・合成して送信することにより、異なる信号系列の空間
多重伝送を実現できる（例えば、非特許文献２）。複数のＯＡＭモー
ドの信号生成及び信号分離には、例えば、バトラー回路（バトラーマ
トリクス回路）が使用される。【０００４】
  また、将来的な無線通信におけるＰｔＭＰ（Point-to-MultiPoint
）伝送の一形態として、ＦＰＵ（Field Pickup Unit）またはＩＡＢ
（Integrated access and backhaul）等の、大容量の通信を行う主回
線（基幹回線）と、ベストエフォート型の副回線（端末回線）を同時
収容する技術が提案されている。例えば、非特許文献３、非特許文献
４等には、一般的なＭＩＭＯ技術を用いてＰｔＭＰ伝送を実現するた
め、送信局におけるプリコーディング等の処理を用いてユーザ間の干
渉を除去あるいは低減する技術が開示されている。
【非特許文献】【０００５】
【非特許文献１】J.Wang et al., "Terabit free-space data transmission
employing orbital angular momentum multiplexing," Nature Photonics,
Vol.6, pp.488-496, July 2012.
【非特許文献２】Y.Yan et al., "High-capacity millimeter-wave
communications with orbital angular momentum multiplexing,"
Nature Commun., vol.5, p.4876, Sep. 2014.
【非特許文献３】Quentin H. Spencer et al., "Zero-Forcing Methods
for Downlink Spatial Multiplexing in Multiuser MIMO Channels,"
IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING, VOL. 52, NO. 2,
FEBRUARY 2004
【非特許文献４】Wen-Xuan Long et al., "Joint Spatial Division and
Coaxial Multiplexing for Downlink Multi-User OAM Wireless
Backhaul," IEEE TRANSACTIONS ON BROADCASTING, pp.1-15
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】【０００６】上記のように、ＵＣＡ
とバトラー回路を用いた送信装置により、大容量の通信が可能になる
が、今後は、多方向またはモビリティへの対応が望まれている。しかし
、従来の無線伝送技術では、ＭＩＭＯ技術を用いてＰｔＭＰ伝送を実
現させるためのプリコーダ導出の演算の負荷が大きいという問題がある。
【０００７】開示の技術は、ＰｔＭＰ伝送を実現させるための演算の
負荷を軽減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】【０００８】
  開示の技術は、基幹回線にＯＡＭ多重伝送を用い、端末回線にＭＩＭ
Ｏ多重伝送を用いるようにＰｔＭＰ伝送の信号を処理する信号処理部と
、前記基幹回線あての信号と、前記端末回線あての信号とを送信する
送信部と、を備える送信装置である。
【発明の効果】【０００９】
  ＰｔＭＰ伝送を実現させるための演算の負荷を軽減させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】【００１０】
【図１】ＯＡＭモードの信号を生成するためのＵＣＡの位相設定例を
示す図である。
【図２】ＯＡＭ多重信号の位相分布と信号強度分布の例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信システムの構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る各装置の位置関係について説明す
るための図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る通信処理の流れの一例を示すシー
ケンス図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るモード毎の受信電力特性の一例を
示す第一の図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るモード毎の受信電力特性の一例を
示す第二の図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る電力制御の一例を示す図である。
【図９】従来の通信処理の流れの一例を示すシーケンス図である。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

✳️　金属をぶつけて大量水素

「メカノケミカル触媒」騒動？過去にもあったね「常温核融合」騒動。
１月17日、広島大学の研究チームは、メカノケミカル法と熱化学サイ
クルに関する２つの発見に基づいて、究極の水素製造プロセスを構築
したという。、局所的な超臨界水の生成により、水素生成速度を300
倍に加速できることが確認された。総じて、高温・広大な敷地を必要
とする製造プロセスの革新につながる成果で、大幅なエネルギー効率
の向上が期待されている。
第1の発見は、ボールミルを用いて多様な金属ナノ粒子を合成する過程
で、反応容器の材料が助触媒として機能し、偶発的に大量の水素生成
が進行。第2の発見は、粉砕ボールが衝突する際に瞬間的・局所的な高
温・高圧状態（ホットスポット）が生成し、そこで熱化学サイクルに
よる水素生成反応が繰り返し起きるということである。一連のプロセ
スは、金属がメカノ触媒、反応容器の材料が助触媒として機能するメ
カノケミカル法を用いた熱化学サイクルによる世界初の水素生成技術
と騒がれている。（環境展望台　2025、1.17より）

遊星型ボールミルを用いたメカノケミカル反応による水素生成の模式図。
右は水の相図(状態図)（広島大学提供）

【掲載誌】
論文題目：Room-temperature thermochemical water splitting:
efficient mechanocatalytic hydrogen production
掲載雑誌: Journal of Materials Chemistry A, 2024, 12, 30906-30918
(IF=10.7)
DOI: https://doi.org/10.1039/d4ta04650a
🪄早速、特許情報を検索したが、該当（破棄・棄却案件ばかり）す
るものはなかった。

✳️ 再生可能エネルギーによる安価な水素製造に
必要な技術レベルを試算

国立研究開発法人物質・材料研究機構(NIMS)は東京大学、広島大学
と共同で、太陽光発電と蓄電池を組み合わせた水素製造システムの技
術経済性評価を実施し、国際的に価格競争力を持った安価な水素製造
に必要な技術レベルを明らかにした。本成果は、再生可能エネルギー
の主力電源化に向けた技術開発の重要な指針となる。 2014年9月の再
生可能エネルギーの新規申し込み保留問題や、2018年10月に九州電力
管内で実施された太陽光発電の出力制御など、再生可能エネルギーの
不安定な出力や低い年間稼働率が課題となっています。その対策とし
て、再生可能エネルギーの電力から水素を製造し、貯蔵・利用する「
P2G（Power to Gas）システム」や、余剰電力を蓄電池にためるシス
テムが検討されてきました。しかし、そのほとんどはコスト高につな
がると結論され、国内の再生可能エネルギーをさらに活用し、将来の
主力電源化を目指すための技術開発の方向性が不透明。

概要3の図
今後、提案するシステムに求められる要素技術のレベルを、研究開発
の目標値としてフィードバックするとともに、大規模な出力制御を受
けたり電力網に接続できなかったりしても成立する太陽光発電システ
ムの可能性を検討するなど、社会実装に向けた取り組みを加速させる。
【論文情報】
題目: Battery-assisted low-cost hydrogen production from solar energy: Rational
　　　target setting for future technology systems
著者: Yasunori Kikuchi, Takayuki Ichikawa, Masakazu Sugiyama, Michihisa Koyama
雑誌: International Journal of Hydrogen Energy
報道発表資料（534.71 KB）

　　　　　　『工藤静香 / 黄砂に吹かれて』　１９８９年
　　　　　　　　　　作詞：中島みゆき　作曲：後藤次利
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　J-P OP 、歌謡曲　

高砂に吹かれてきこえる歌は
忘れたくて忘れた
なくしかくてなくしたつらい恋の歌
眠りを破って含こえる款は
わかってるつもりの
紛らせてるつもりのひとつだけの歌
もう蜃気楼なのかもしれない
片思いかもしれない
あなたに似てる人もいるのに
あなたよりやさしい男も

●　
今日の言葉：

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

エネルギーと環境 189

2025年03月26日 | ネオコンバ－テック

彦根市ひこにゃんイラストに対する画像結果
根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時代
の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

【季語と短歌：３月２６日】

　　　
　　巴御前出陣図（東京国立博物館所蔵）

　　　　　　　　　黄砂吹き巴御前ぞ桜舞う　

　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）

✳️　豊田中研が革新電池
　　電極構造の3次元化で容量と出力を両立

　豊田中央研究所は2022年11月9日、電池技術の学会「第63回電池討
論会」で、独自開発した「ファイバー電池」について発表した。1コ
マ20分の発表枠を連続3コマ使った発表（講演番号2C15～17）で、多
くの参加者の注目を集めた。これまで2次元的であった電池の電極構
造を、3次元（3D）化する画期的な提案をおこなった。

当初は“1次元”の糸。ただし、このファイバー電池は、それ一本の外
見はほぼ1次元、つまり直径が最大0.3mm（300μm）の細い糸と区別
がつかない（図1）。この糸は大きく3層に分かれ、中心に負極となる
炭素繊維のより線、その外側に隔壁（セパレーター）層、そして正極
層から成る。製造も一般の糸の加工と同様、糸巻きに巻いたより線を
引き出して、セパレーター層、次に正極層を塗工し、それらを乾燥後
に再び糸巻きに巻き取る、一種のロール・ツー・ロール（R2R）式で
行う。

⏭️ 容量と出力のトレードオフを回避
ただし、この糸のままでは容量が少なすぎて実用にはなりにくい。豊
田中央研究所はなぜこのような糸状の電池を開発したのか。それは、
これまでの2次元的な電池に限界があったためだ。具体的には、容量
と出力を同時に高めることが難しかったのである（図2）。

図2　これまでの電池は容量優先か出力優先かのトレードオフに

既存のLiイオン2次電池はエネルギー密度と出力を同時に高めるのが
難しく、どちらか一方を高めるともう一方が低減してしまう課題があ
った。その要因は容量を高めようとして正極や負極を厚くすると電子
やLiイオンの移動抵抗値が高まるため。同じ電池でも出力を高めると
その影響で実質的な容量が低下する（出所：豊田中央研究所の講演内
容を基に日経クロステックが作成）. これまでのリチウム（Li）イオ
ン2次電池（LIB）は2次元的だった。その場合、電池の容量は、電極
材料の厚みに依存する。電極材料が同じであれば、厚みを増やせば一
定程度までは計算上の容量を増やせる。ところが、電極を厚くすると
今度は、電極中を移動する電子やLiイオンの移動抵抗が大きくなり、
大きな電流を流すことが難しくなる。

無理に高い電圧を印可して急速充電しても、思うようには電流が流れ
ず、発熱が大きくなる。さらには、厚い電極中の活物質を使い切れず、
実質的な電池容量が大幅に低下する。これを繰り返すと電池寿命にも
大きく影響する。これとは逆に、正極と負極をそれぞれ非常に薄くす
る電池の設計もある。この場合、電子やLiイオンは電極中の移動距離
が減り、移動抵抗値が小さくなるので大きな電流を取り出しやすくな
る。ところが、今度は計算上の容量自体が減ってしまうため、大きな
出力を長く続けるのが難しい。もちろん、セルを多数並べれば全体と
しての容量を増やせる。小さな電池を多数使うのは、初期の米Tesla（
テスラ、当時はTesla Motors）の戦略でもあった。しかし、小容量の
セルごとに集電体や筐（きょう）体を実装していては、エネルギー密
度は高まらない。バイポーラー型という、セルをタブなしに直列に積
層する手法が解決策の1つだが、正極と負極で集電体を共有するため、
本来正負極で異なる最適な集電体の材料を選べないなどの課題がある。
これは電池の内部抵抗値が高まる要因になる。

1️⃣　特開2023-039466　負極層トヨタ自動車株式会社
【要約】下図1のごとく、固体電池用の負極層であって、前記負極層
は、負極活物質と、結着剤と、炭素繊維と、セラミック繊維と、を含
み、前記セラミック繊維は、前記負極層中に１．７～４．１体積％含
まれることを特徴とする負極層。固体電池の充放電サイクル特性を良
好にすることができる負極層を提供することを目的とする。

図１　本開示の負極層の一例を示す断面模式図符号の説明】
１１  負極活物質　１２  結着剤　１３  固体電解質　１４  炭素繊維
１５  セラミック繊維　１００  負極層
【発明の効果】本開示固体電池用の負極層は、固体電池の充放電サ
イクル特性を良好にすることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】固体電池用の負極層であって、
  前記負極層は、負極活物質と、結着剤と、炭素繊維と、セラミック
繊維と、を含み、前記セラミック繊維は、前記負極層中に１．７～
４１体積％含まれることを特徴とする負極層。
【詳細説明】
（実施例１）
［正極の作製］
  転動流動造粒コーティング装置でＬｉＮｂＯ_３コートを行った正極
活物質（ＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２、平均粒径１０μｍ）
と、硫化物系固体電解質（１０ＬｉＩ・１５ＬｉＢｒ・７５（０．
７５Ｌｉ_２Ｓ・０．２５Ｐ_２Ｓ_５）（ｍｏｌ％）、平均粒径０．５μｍ
）と、導電材（ＶＧＣＦ－Ｈ）と、バインダー（ＰＶＤＦ）を、重
量比で、正極活物質：硫化物系固体電解質：導電材：バインダー＝
８５．４：１２．７：１．３：０．６となるように秤量し、分散媒
（ジイソブチルケトン）とともに混合した。得られた混合物を、超
音波ホモジナイザー（ＵＨ－５０、株式会社エスエムテー製）で分
散させることにより、正極層用スラリーを得た。得られた正極層用
スラリーを、正極集電体（Ａｌ箔、厚さ１５μｍ）上に、アプリケー
ターによるブレードコート法により塗工し、１００℃で３０分間乾燥
させた。その後、１ｃｍ^２の大きさに打ち抜くことにより、正極層お
よび正極集電体を有する正極を得た。
［負極の作製］
  負極活物質（Ｓｉ粒子、平均粒径２．５μｍ）と、硫化物系固体電
解質（１０ＬｉＩ・１５ＬｉＢｒ・７５（０．７５Ｌｉ_２Ｓ・０．２
５Ｐ_２Ｓ_５）（ｍｏｌ％）、平均粒径０．５μｍ）と、炭素繊維（Ｖ
ＧＣＦ－Ｈ）と、バインダー（ＳＢＲ）とセラミック繊維（Ｓｉｇｍａ
－Ａｌｄｒｉｃｈ社製酸化アルミニウム（製品番号：５５１６４３）
）を、重量比で、負極活物質：硫化物系固体電解質：炭素繊維：バ
インダー：酸化アルミニウム＝４５．７：４３．３：６．４：１．４
：２．７となるように秤量し、分散媒（ジイソブチルケトン）とと
もに混合した。得られた混合物を、薄膜旋回型高速ミキサー（フィ
ルミックス３０－Ｌ型、プライミクス株式会社製）で分散させるこ
とにより、負極層用スラリーを得た。得られた負極層用スラリーを、
負極集電体（Ｎｉ箔、厚さ２２μｍ）上に、アプリケーターによる
ブレードコート法により塗工し、１００℃で３０分間乾燥させた。
この時のアプリケーターのギャップ（隙間）は、正極活物質容量を
２０７ｍＡｈ／ｇ、負極活物質容量を３５７９ｍＡｈ／ｇとした場
合に、１ｃｍ^２当たりの負極活物質重量が正極容量／負極容量の比
が３となるように調整した。その後、１ｃｍ^２の大きさに打ち抜く
ことにより、負極層および負極集電体を有する負極を得た。負極層
の体積を１００体積％としたときのセラミック繊維は、２体積％で
あった。負極層中には、セラミック繊維は、炭素繊維に対して体積
比で０．２８含まれていた。
［固体電解質層の作製］
  硫化物系固体電解質（１０ＬｉＩ・１５ＬｉＢｒ・７５（０．７５
Ｌｉ_２Ｓ・０．２５Ｐ_２Ｓ_５）（ｍｏｌ％）、平均粒径２．０μｍ）
とバインダー（ＳＢＲ）を、重量比で、硫化物系固体電解質：バイ
ンダー＝９９．６：０．４となるように秤量し、分散媒（ジイソブ
チルケトン）とともに混合した。得られた混合物を、超音波ホモジ
ナイザー（ＵＨ－５０、株式会社エスエムテー製）で分散させるこ
とにより、固体電解質層用スラリーを得た。得られた固体電解質層
用スラリーを、支持体（Ａｌ箔、厚さ１５μｍ）上に、アプリケータ
ーによるブレードコート法により塗工し、１００℃で３０分間乾燥
させた。その後、１ｃｍ^２の大きさに打ち抜くことにより、Ａｌ箔
を有する固体電解質層を得た。
［固体電池の作製］
  得られた固体電解質層と、正極を対向させて固体電解質層と正極層
とを重ね合わせ、ロールプレス法により、線圧１．６ｔ／ｃｍでプ
レスした後、固体電解質層からＡｌ箔を剥離することにより、正極
層上に固体電解質層を転写した。正極層上に転写された固体電解質
層と、負極を対向させて固体電解質層と負極層とを重ね合わせ、１
軸プレス機により、面圧５．０ｔ／ｃｍ^２でプレスした後、集電用
のタブを正負極集電箔上に配置し、ラミネート封止することにより、
固体電池を得た。
［充放電評価］
  作製した実施例１～４、比較例１～２の各固体電池を２５℃の恒温
槽内で０．３６４ｍＡｈで４．０５Ｖまで定電流充電を行った後、
４．０５Ｖにて定電圧充電を電流値が０．０３６ｍＡｈになるまで充
電を行い、０．３６４ｍＡｈで２．５Ｖまで定電流放電を行った後、
２．５Ｖにて定電圧放電を電流値が０．０３６ｍＡｈになるまで放電
を行った。これを３回繰り返した。
  サイクル特性評価は６０℃の恒温槽で３．６４ｍＡｈで４．０５Ｖ
まで定電流充電を行った後、４．０５Ｖにて定電圧充電を電流値が１．
２１ｍＡｈになるまで充電を行い、３．６４ｍＡｈで２．５Ｖまで
定電流放電を行った後、２．５Ｖにて定電圧放電を電流値が１．２
１ｍＡｈになるまで放電を行った。これを３０回繰り返し、３０サ
イクル後放電容量維持率を評価した。３０サイクル後放電容量維持
率は、以下の式から算出した。結果を表１に示す。また、セラミッ
ク繊維０体積（ｖｏｌ）％添加に対する初期抵抗率と３０サイクル
後の抵抗増加率を算出した。結果を図２に示す。
  ３０サイクル後放電容量維持率（％）＝（３０サイクル後放電容量
／１サイクル目放電容量）×１００【００５６】
【表１】

2️⃣ 特開2021-015751 リチウムイオン電池トヨタ自動車株式会社
株式会社豊田中央研究所(特許有効)
【要約】下図1のごとく、リチウムイオン電池は、正極１０と負極２
０とが立体的に隣接する三次元電極構造を有する。負極２０は、炭
素繊維束２１を含む。炭素繊維束２１は、複数本の炭素繊維からな
る。隔壁３０は、複数本の炭素繊維の各々の表面を被覆している。
隔壁３０は、ＰＶＤＦ－ＨＦＰを含む。電解液は、コポリマーに含
浸されている。正極１０は、第１活物質および第２活物質を含む。
第１活物質は、層状構造を有するリチウムニッケルコバルトマンガ
ン複合酸化物である。第２活物質は、スピネル型構造を有するリチ
ウムマンガン複合酸化物である。第１活物質と第２活物質とは、質
量比で「第１活物質／第２活物質＝８５／１５から５０／５０」の
関係を満たしている。三次元電極構造を有するリチウムイオン電池

において、充放電サイクルに伴う抵抗増加を抑制する。

図１　本実施形態における三次元電極構造を示す概略図

図２　図１のｘｙ平面に平行な概略断面図
【符号の説明】１０  正極、２０  負極、２１  炭素繊維、２５  炭素
繊維束、３０隔壁、１００  電極複合体。
【発明の効果】、本開示によれば、三次元電極構造を有する電池に
おいて、充放電サイクルに伴う抵抗増加が抑制され得る。
【特許請求の範囲】
【請求項１】正極と負極とが立体的に隣接する三次元電極構造を有
する、リチウムイオン電池であって、前記正極、前記負極、隔壁お
よび電解液を含み、前記負極は、炭素繊維束を含み、
    前記炭素繊維束は、複数本の炭素繊維からなり、
前記炭素繊維束は、５０μｍ以上３００μｍ以下の束径を有しており、
前記隔壁は、前記複数本の炭素繊維の各々の表面を被覆しており、
前記隔壁は、５μｍ以上３０μｍ以下の厚さを有しており、
前記隔壁は、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの
コポリマーを含み、前記電解液は、前記コポリマーに含浸されてお
り、前記正極は、前記隔壁を挟んで前記負極と対向しており、
前記正極は、第１活物質および第２活物質を含み、
前記第１活物質は、層状構造を有するリチウムニッケルコバルトマ
ンガン複合酸化物であり、
前記第２活物質は、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合
酸化物であり、前記第１活物質と前記第２活物質とは、質量比で
前記第１活物質／前記第２活物質＝８５／１５から５０／５０の関
係を満たしている、チウムイオン電池。　　
《供試電池の評価》
  供試電池の充放電が３サイクル実施された。サイクル条件は以下の
とおりである。
  温度環境：２５℃
  充電：上限電圧４．１Ｖ、電流レート０．１Ｃ
  放電：下限電圧２．５Ｖ、電流レート０．１Ｃ
  ここで「Ｃ」は、電流レートの単位である。１Ｃの電流レートにお
いては、電池の定格容量が１時間で放電される。
  ３サイクル後、供試電池のＳＯＣ（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ）
が５０％に調整された。ＳＯＣの調整後、０．５Ｃの電流レートに
より、供試電池が２秒間通電された。２秒後の電圧が測定された。
同様に、１Ｃ、２Ｃ、４Ｃおよび６Ｃの各電流レートにおいて、通
電２秒後の電圧が測定された。二次元座標に測定結果がプロットさ
れた。二次元座標の横軸は電流であり、縦軸は電圧である。二次元
座標における近似直線の傾きから、ＩＶ抵抗が算出された。ＩＶ抵
抗は、供試電池の内部抵抗に相当する。【００９３】
  ＩＶ抵抗の測定後、充放電が２０サイクル実施された。サイクル条
件は以下のとおりである。【００９４】
  温度環境：４０℃
  充電：上限電圧４．１Ｖ、電流レート０．５Ｃ
  放電：下限電圧２．５Ｖ、電流レート０．５Ｃ
２０サイクル後、上記と同様に、ＩＶ抵抗が測定された。下記式に
より、抵抗増加率が算出された。
抵抗増加率＝（Ｒ_cyc－Ｒ_ini）／Ｒ_ini
  式中「Ｒ_ini」は、２０サイクル実施前（初期）のＩＶ抵抗を示す。
  式中「Ｒ_cyc」は、２０サイクル実施後のＩＶ抵抗を示す。
下記表１に抵抗増加率が示される。下記表１の「抵抗増加率」の欄
に示される値は、各例における抵抗増加率が、実施例１における抵
抗増加率で除された値である。抵抗増加率が低い程、充放電サイク
ルに伴う抵抗増加が抑制されていると考えられる。本実施例におい
ては、抵抗増加率が１．１５以下であれば、充放電サイクルに伴う
抵抗増加が抑制されているとみなされる。

《結果と考察》
  実施例１に係る供試電池は、三次元電極構造を有する。比較例１に
係る供試電池は、二次元電極構造を有する。実施例１は、比較例１
に比して、低い抵抗増加率を示した。【０１００】
  実施例１から３、比較例２の結果において、隔壁の厚さが５μｍ以
上３０μｍ以下である時、抵抗増加率が低い傾向がみられる。比較例
３においては、正極と負極とが短絡していた。隔壁が過度に薄いた
めと考えられる。【０１０１】
  実施例１、４および５、比較例４および５の結果において、炭素繊
維束の束径が５０μｍ以上３００μｍ以下である時、抵抗増加率が低
い傾向がみられる。【０１０２】
  実施例１、６および７、比較例６および７の結果において、第１活
物質と第２活物質とが、質量比で「第１活物質／第２活物質＝８５／
１５から５０／５０」の関係を満たしている時、抵抗増加率が低い
傾向がみられる。

3️⃣ 特開2025-37339 評価装置及び評価方法株式会社豊田中央研究所　　
4️⃣ 特開2024-80872 蓄電デバイス株式会社豊田中央研究所
【要約】下図1のごとく、蓄電デバイスは、正極活物質を含み、板状
の正極基部の主面から複数の正極櫛歯が互いに間隔をあけて突出した
櫛歯構造を有する正極と、負極活物質を含み、板状の負極基部の主面
から複数の負極櫛歯が互いに間隔をあけて突出した櫛歯構造を有し、
負極櫛歯が正極櫛歯と互い違いとなり、負極櫛歯の先端が正極基部の
主面に対向し負極基部の主面が正極櫛歯の先端に対向するように配置
された負極と、負極と正極との間に介在し、キャリアイオンを伝導す
るイオン伝導媒体と、を備え、櫛歯構造の櫛歯同士の間に存在する櫛
溝の延在方向に垂直な断面において、主面に平行な方向の寸法を幅と
すると、前記正極櫛歯の幅及び前記負極櫛歯の幅は、１１０μｍ以上
２５０μｍ以下の同じ値であり、基端から先端まで一定であるもので
ある。

図1.　大電流時のエネルギー密度をより高める。
【符号の説明】
１０  蓄電デバイス、２０  正極、２２  正極基部、２３  主面、２４
正極櫛歯、２５  櫛溝、２６  正極端用櫛歯、２７  面、３０  負極、
３２  負極基部  ３３  主面、３４  負極櫛歯、３５  櫛溝、３６  負極端
用櫛歯、３７  面、４０  分離膜、４２  正極集電体、４４  負極集電体、
Ｗ，ｗｐ，ｗｘｐ，ｗｎ，ｗｘｎ  幅、Ｔ，ｔｐ，ｔｎ，ｔｓ  厚み、
ｈｐ，ｈｎ  高さ、Ｄ  奥行き。
【発明の効果】この蓄電デバイスでは、大電流時のエネルギー密度を
より高めることができる。このような効果が得られる理由は、例えば、
正極櫛歯の幅及び負極櫛歯の幅を、１１０μｍ以上２５０μｍ以下の同
じ値であり、基端から先端まで一定であるものとすると、大電流時に、
電極内でのイオン伝導がより円滑に行われるためと推察される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】正極活物質を含み、板状の正極基部の主面から複数の
正極櫛歯が互いに間隔をあけて突出した櫛歯構造を有する正極と、
  負極活物質を含み、板状の負極基部の主面から複数の負極櫛歯が互
いに間隔をあけて突出した櫛歯構造を有し、前記負極櫛歯が前記正極
櫛歯と互い違いとなり、前記負極櫛歯の先端が前記正極基部の主面に
対向し前記負極基部の主面が前記正極櫛歯の先端に対向するように配
置された負極と、前記正極と前記負極との間に介在し、キャリアイオ
ンを伝導するイオン伝導媒体と、を備え、
  前記櫛歯構造の前記櫛歯同士の間に存在する櫛溝の延在方向に垂直
な断面において、前記主面に平行な方向の寸法を幅とすると、前記正
極櫛歯の幅及び前記負極櫛歯の幅は、１１０μｍ以上２５０μｍ以下の
同じ値であり、基端から先端まで一定である、蓄電デバイス。
【請求項２】前記正極櫛歯の幅及び前記負極櫛歯の幅は、１５０μｍ
以上２１０μｍ以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項３】前記正極櫛歯の幅及び前記負極櫛歯の幅は、１７０μｍ
以上１９０μｍ以下である、請求項１に記載の蓄電デバイス。
【請求項４】前記断面において、前記主面に垂直な方向の寸法を厚み
とすると、前記正極基部の厚みは、４０μｍ以上６０μｍ以下であり、
前記負極基部の厚みは、４０μｍ以上６０μｍ以下である、請求項１～
３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項５】前記負極は、前記正極と体積が同じである、請求項１～
３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【請求項６】請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電デバイスで
あって、
  前記正極に電気的に接続された正極集電体と、
  前記負極に電気的に接続された負極集電体と、
  を備えた、蓄電デバイス。
【請求項７】前記キャリアイオンは、リチウムイオンである、請求
項１～３のいずれか１項に記載の蓄電デバイス。
【発明を実施するための形態】【実施例】【００３１】
  以下には、本開示の蓄電デバイスを具体的に検討した例を、実施例
として説明する。なお、実験例２～８が実施例に相当し、実験例１，
９，１０が比較例に相当し、実験例１１～１３が参考例に相当する。
［蓄電デバイス］
  実験例１～１３では、図２Ａ～２Ｈ，３Ａ～３Ｂ，４Ａ～４Ｃの蓄
電デバイスを検討した。なお、図２Ａ～２Ｈ，３Ａ～３Ｂ，４Ａ～４
Ｃは、図１の正面図に対応する。実験例１～１０の蓄電デバイスは、
いずれも、厚みＴ（集電体を除く厚み）は６００μｍ、奥行きＤは
３０００μｍとした。実験例１１～１３の蓄電デバイスについては、
厚みＴ（集電体を除く厚み）は、それぞれ７２０μｍ、８４０μｍ、
９６０μｍとし、奥行きＤはいずれも３０００μｍとした。また、セパ
レータの厚みは２０μｍとした。実験例１～１３において、正極活物
質は、スピネル型のリチウムマンガン複合酸化物（ＬＭＯ）とした。
負極活物質は、黒鉛（大阪ガス製、ＭＣＭＢ２５－１０）とした。イ
オン伝導媒体（イオン伝導膜）は、エチレンカーボネート（ＥＣ）と
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とをＥＣ：ＤＭＣ＝１：２の体積比
で混合した混合液に１．０ＭのＬｉＰＦ₆を加えた電解液と、ポリフッ
化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体（ＰＶｄＦ－
ＨＦＰ）とで構成されたゲル電解質とした。正極活物質の含有量は、
正極２０の質量全体に対して９０質量％とし、負極活物質の含有量は
負極３０の質量全体に対して９５質量％とした。正極２０は、多孔体
であり、その空隙率は６３体積％とした。負極３０は、多孔体であり、
その空隙率は５０体積％とした。以下に、実験例１～１３の具体的な
寸法等を説明する。【００３３】

図２　実験例１～８の蓄電デバイスの構成の概略を示す説明図

（実験例１）  図２Ａの蓄電デバイスを検討した。正極基部の厚みｔｐ
は５０μｍ、正極櫛歯の幅ｗｐは１００μｍ、本数は８本、正極端用櫛
歯の幅ｗｘｐは５０μｍ、本数は１本とした。負極基部の厚みｔｎは
５０μｍ、負極櫛歯の幅ｗｎは１００μｍ、本数は８本、負極端用櫛歯
の幅ｗｘｎは５０μｍ、本数は１本とした。この蓄電デバイスの幅Ｗ
は、２０４０μｍである。（中略）【００３６】
［評価］
  エネルギー密度は、COSMOL Multiphysics Software packageを使
い、連続体シミュレーションによって評価した。連続体シミュレーシ
ョンでは、Doyle, et al., J. Electrochem. Soc., 143, 1890 (1996). に記
載の電池モデル（porous electrode theory と concentrated solution
theory を組み合わせたモデル）を使用した。なお、電流密度は、蓄電
デバイスの幅Ｗと奥行きＤ（例えば実験例１では２０４０μｍ×３０００
μｍ）で構成される面で定義されるものとした。電流密度はＸＣ＝Ｘ×
３．１６ｍＡ／ｃｍ²で表される。つまり、１Ｃ＝３．１６ｍＡ／ｃｍ²であり、６Ｃ＝１８．９６ｍＡ／ｃｍ²であるものとした。また、エネ
ルギー密度は、蓄電デバイスの幅Ｗと厚みＴ（例えば実験例１では
２０４０μｍ×６００μｍ）で構成される面で定義されるものとした。
なお、上記の点以外は、上述した非特許文献１（Miyamoto et al., Cell
Rep. Phys. Sci., 2, 100504 (2021)）に記載された方法に従った。
【００３７】
［結果と考察］
  表１に、実験例１～１３の正極基部の厚み、負極基部の厚み、正極櫛
歯の幅、負極櫛歯の幅、蓄電デバイスの厚みをまとめた。また、表２
に、実験例１～１０の蓄電デバイスのエネルギー密度を示した。
【００３８】
  まず、正・負極櫛歯の幅について、実験例１～１０を用いて検討し
た。エネルギー密度を比較したところ、実験例２～８では、５Ｃ及び
６ＣのＣレートにおいて、非特許文献１，２において最適化された構
造である実験例１０よりも高い値を示した。なお、実験例１０は、実
験例２～８と同様、正・負極櫛歯の幅が基端から先端まで一定である
が、正極櫛歯の幅が負極櫛歯の幅より大きく、正極：負極の体積比が
６：４である。また、実験例２～８では、１Ｃ～６Ｃの全てのＣレー
トにおいて、非特許文献２において最適化された構造である実験例９
と同等以上の値を示し、５Ｃ及び６ＣのＣレートにおいて、実験例９
よりも高い値を示した。なお、実験例９は、実験例２～８と同様、正・
負極櫛歯の幅がいずれも１１０μｍ以上２５０μｍの同じ値で、正極：
負極の体積比が５：５であるが、正・負極櫛歯の幅が基端から先端ま
で一定ではなく先端側が細くなっている。以上より、正・負極櫛歯の
幅が１１０μｍ以上２５０μｍ以下の同じ値であり、基端から先端まで
一定である実験例２～８では、エネルギー密度が良好で、特に５Ｃ以
上のハイレートでのエネルギー密度が良好であり、好ましいことがわ
かった。実験例２～８のうち、正・負極櫛歯の幅が１３０μｍ以上
２３０μｍ以下である実験例３～７では、５Ｃ以上のハイレートでの
エネルギー密度がより良好であり、正・負極櫛歯の幅が１５０μｍ以
上２１０μｍ以下である実験例４～６では、５Ｃ以上のハイレートで
のエネルギー密度がさらに良好であり、正・負極櫛歯の幅が１７０μｍ
以上１９０μｍ以下である実験例５では、５Ｃ以上のハイレートでの
エネルギー密度が一層良好であり、好ましいことがわかった。このよ
うに、正・負極櫛歯の幅を１８０μｍに近づけることで、ハイレート
でのエネルギー密度をより高めることができることがわかった。

【図５】実験例５，１１～１３のラゴンプロット。

【００３９】次に、正・負極基部の厚みについて、実験例５，１１～
１３を用いて検討した。図５に、実験例５，１１～１３のラゴンプロ
ットを示す。なお、図５の横軸のパワー密度は、印加電流に比例する
ため、図５では、右側のプロットほど高い電流値（ハイレート）での
性能を示す。図５に示すように、正・負極基部の厚みを薄くするほど、
例えば５０μｍに近づけるほど、ハイレートでのエネルギー密度をよ
り高めることができ、好ましいことがわかった。なお、実験例１１～
１３では、実験例５よりもハイレートでのエネルギー密度が低いもの
の、正・負極基部の厚みが実験例１１～１３と同じで、正・負極櫛歯
の幅が１１０μｍ未満や２５０μｍ超過であったり、正・負極櫛歯の幅
が異なるものに比べれば、高いエネルギー密度が得られると推察された。
【００４０】
表ｌ
000003

表2

6️⃣特開2024-057324　樹脂多孔質体の製造方法、および樹脂多孔質体
　トヨタ自動車株式会社
7️⃣特開2024-017774 圧延ロール装置のロール交換機構　プライム
　アースＥＶエナジー株式会社
8️⃣ 特開2023-163623　蓄電デバイス用電極、蓄電デバイス及び蓄電
　デバイス用電極の製造方法株式会社豊田中央研究所
【発明の効果】本開示は、Ｓｉを含む多孔体の活物質層と集電体と
の接合性をより高めることができる。このような効果が得られる理由
は以下のように推察される。
例えば、多孔質シリコンに集電体を接合する際に、加圧圧着すること
が考えられるが、加圧により多孔体の空隙率が減少してしまうことが
あり、加圧には限度がある。また、Ａｌを用いてＳｉを多孔化する場
合、酸やアルカリによりＡｌを除去することがあるが、多孔化前に集
電体を加圧圧着したのちにＡｌを除去すると、集電体の接合性が低下
することがあった。本開示では、集電体を構成する元素及びＳｉと共
晶系合金を形成する金属Ｍの膜体を介して活物質層と集電体とを接合
するためＡｌの除去によっても接合強度の低下をより抑制することが
できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】ＳｉとＡｌとを少なくとも含み空隙を有し板状の多孔質
シリコン材料を電極活物質として有する活物質層と、
  集電体と、
  前記活物質層と前記集電体との間に介在し、前記集電体を構成する元
素及びＳｉと共晶系合金を形成する金属Ｍの膜体と、
  を備えた蓄電デバイス用電極。
【請求項２】前記多孔質シリコン材料は、一体形状を有し結着材を
含まない、請求項１に記載の蓄電デバイス用電極。
【請求項３】前記膜体は、Ｓｎからなる、請求項１又は２に記載の
蓄電デバイス用電極。
【請求項４】前記膜体は、その厚さが５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下
の範囲である、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用電極。
【請求項５】前記膜体と前記活物質層との間に３００ｎｍ以下の厚
さのＳｉ膜が形成されている、請求項１又は２に記載の蓄電デバイス
用電極。
【請求項６】（１）～（５）のいずれか１以上の特徴を有する、請求
項１又は２に記載の蓄電デバイス用電極。
（１）前記多孔質シリコン材料は、Ｓｉ及びＡｌの全体を１００ａｔ
％としたときにＳｉを９０ａｔ％以上の範囲で含む。
（２）前記多孔質シリコン材料は、空隙率が１０体積％以上５０体積
％以下の範囲である。
（３）前記多孔質シリコン材料の板状体は、その厚さが１０μｍ以上
５０μｍ以下の範囲である。
（４）前記多孔質シリコン材料の板状体は、１つの面に前記膜体を介
在して前記集電体が加熱圧着されている。
（５）前記集電体はＣｕを含む。
【請求項７】正極活物質を含む正極と、
  請求項１又は２に記載の蓄電デバイス用電極である負極と、
  前記正極と前記負極との間に介在しリチウムイオンを伝導するイオン
伝導媒体と、を備えた蓄電デバイス。
【請求項８】ＳｉとＡｌとを少なくとも含み空隙を有さない板状の
シリコン合金である前駆体と集電体との間に、前記集電体を構成する
元素及びＳｉと共晶系合金を形成する金属Ｍの膜体を介在させた状態
で、該前駆体及び該集電体を１５０℃を超える接合温度で加熱圧着す
る接合工程と、
  前記シリコン合金に含まれるＡｌ成分を除去して板状の形状を有す
る多孔質シリコン材料の活物質層を形成する電極化工程と、
  を含む蓄電デバイス用電極の製造方法。
【請求項９】前記接合工程では、Ｓｎからなる前記膜体を用いる、請
求項８に記載の蓄電デバイス用電極の製造方法。
【請求項１０】前記接合工程では、厚さが５０ｎｍ以上３００ｎｍ以
下の範囲である前記膜体を用いる、請求項８又は９に記載の蓄電デバ
イス用電極の製造方法。
この項了

　　　　　『君のひとみは10000ボルト　1978年』

●　
今日の言葉：安心で高電流密度型全固体リチウム蓄電池システムも実
　　　　　　用化達生段階でることが伺えました。後は、安心で廉価
　　　　　　な水素製造システムの実用化です。日本人でよかったと。

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

エネルギーと環境 188

2025年03月25日 | ネオコンバ－テック

根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時代
の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

　　　　　　　　　　　　　

【季語と短歌：３月25日】

　　　　　　　　　ごみだしの乙女椿や春ならひ　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）

OAMード多重伝送装置
✳️140Gbps 時代
日本電信電話株式会社（NTT）、株式会社NTTドコモ、日本電気株式
会社（NEC）は3月24日、71GHzから86GHzのミリ波帯において140
Gbpsのリアルタイム無線伝送に成功したと発表した。3社によれば、
これは従来技術の2倍以上の速度であり、100GHz未満の周波数におい
て世界最速となる。3社は6G時代の無線需要に備えた大容量無線伝送
の実現を目指した取り組みを進めており、今回の成果は、軌道角運動
量（OAM）を用いた新しい空間多重方式を用いた取り組みにより得ら
れた。

図1：実環境でのリアルタイム無線伝送技術（100GHz未満）に対する
本成果の位置づけOAMモード多重伝送装置

OAMとは電波の性質を表す物理量の1つで、送信電波の同一位相の軌
跡が進行方向に対して螺旋状を描くように、送信アンテナから送信さ
れる信号の位相差を設定することで生成される。受信側では、受信ア
ンテナで受信した信号の位相を送信とは逆回転して合成することで受
信でき、異なる螺旋構造を持つ複数のOAMモードに対応する無線信号
を重ねても、互いに干渉することなく分離できることが特徴。これに
より、複数の異なるデータを空間上に多重し、限られた帯域で多くの
データを送れるようにする技術を「OAMモード多重伝送技術」といい、
これにより、帯域が広く確保できない100GHz未満のような周波数帯
においても、大容量の無線伝送が可能となる。

図5：無線バックホール/フロントホールへの適用例
【展望】
今回の成果により、OAMモード多重伝送を用いて双方向で合計毎秒
100ギガビットを超える大容量のリアルタイム無線伝送を実証した。
このような大容量無線伝送技術は、バックホールの回線を光ファイバ
だけでなく無線接続とすることを可能にし、柔軟なバックホールの構
築、イベント時の移動基地局との無線接続への適用や災害発生時の臨
時のバックホール回線への適用など、6Gやそれ以降における無線通信
需要を満たす無線通信システムに貢献できると期待できる。
今後、リアルタイムの大容量無線通信を利用した中継伝送など、OAM
モード多重伝送技術を用いた無線バックホール/フロントホールへの
適用などのユースケースの検討を進め、6G時代のVR／AR（仮想現実
／拡張現実）や高精細映像伝送、コネクティッドカー、遠隔医療など、
将来の多様なサービスを支える基盤技術となるよう、ミリ波以上の周
波数帯における無線伝送の大容量化、長距離化の検討により、無線需
要を支える柔軟なネットワークの構築に取り組むという。
⛑️　イマイチ理解できていないので、再考察する（笑）。

図2：OAMモード多重伝送のイメージ
✳️ 特開2024-043265 バリア層構造の製造方法およびバリア層構造
国立大学法人山形大学：硯里善幸・佐々木  樹（審査前）
【要約】Ｓｉ－Ｎを主骨格とするポリシラザン化合物を含む溶液を対
象物に塗布または印刷する工程１と、窒素雰囲気下に、波長２３０ｎｍ
以下の紫外光を対象物上のポリシラザン化合物に照射し、窒化ケイ素
系層を形成する工程２とを有することを特徴とするバリア層構造の製
造方法。ポリシラザン化合物に波長２３０ｎｍ以下の紫外光を照射す
ることにより、バリア性の高い窒化ケイ素系バリア層構造を製造する
方法およびバリア層構造を提供する。【００１３】

図１０、実施例４で作製した有機ＥＬ素子の層構造
【発明の効果】
  本発明によれば、対象物にポリシラザン化合物を含む溶液を塗布また
は印刷し、窒素雰囲気下で、波長１００～１９０ｎｍの真空紫外光を
照射し、６０００～２４０００Ｊ/ｃｍ²の積算光量でポリシラザン化
合物被膜に照射することで、水蒸気透過度１０^-4～１０^-6ｇ/ｍ²/ｄａｙ
の高いバリア性能を有する窒化ケイ素系バリア層構造を得ることがで
きる。波長１００～１９０ｎｍの真空紫外光は、その多くが層表面で
吸収されるため、層内部に比べて表面が高密度化するが、波長２００～
２３０ｎｍの紫外光でさらに照射することで、層内部が高密度化し、
層構造全体が均一に密度化したバリア層構造を得ることができる。本
発明によれば、ポリシラザン化合物を用いた塗布型の高純度シリコン
コーティング材を提供することができる。

図１、ＰＨＰＳ膜厚とＶＵＶ積算光量とバリア性能との関係を表す棒
グラフ
【特許請求の範囲】
【請求項１】Ｓｉ－Ｎを主骨格とするポリシラザン化合物を含む溶液
を対象物に塗布または印刷する工程１と、
  窒素雰囲気下に、波長２３０ｎｍ以下の紫外光を対象物上のポリシラ
ザン化合物に照射し、窒化ケイ素系層を形成する工程２と
を有することを特徴とするバリア層構造の製造方法。
【請求項２】前記ポリシラザン化合物が、パーヒドロポリシラザン（
ＰＨＰＳ）であることを特徴とする請求項１に記載のバリア層構造の
製造方法。
【請求項３】前記波長２３０ｎｍ以下の紫外光が、波長１００～１９
０ｎｍの真空紫外光であり、
  照射する紫外光の積算光量が６０００～２４０００Ｊ/ｃｍ²であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のバリア層構造の製造方法。
【請求項４】
  波長１００～１９０ｎｍの真空紫外光に加えて、波長２００～２３０
ｎｍの紫外光をさらに照射することを特徴とする請求項３に記載のバ
リア層構造の製造方法。
【請求項５】前記工程１および工程２に加えて、さらに、紫外線硬化
性ポリシロキサン、アクリル樹脂およびエポキシ樹脂から選ばれる
一種を含む溶液を、対象物上の窒化ケイ素系膜に塗布または印刷し、
光または熱により硬化させて樹脂層を形成する工程３を有することを
特徴とする請求項１に記載のバリア層構造の製造方法。
【請求項６】前記工程１～工程３をこの順に複数回行い、窒化ケイ
素系層と前記樹脂層とを交互に積層させることを特徴とする請求項５
記載のバリア層構造の製造方法。
【請求項７】前記工程２において、波長２３０ｎｍ以下の紫外光を
１５～４０℃の温度下に照射することを特徴とする請求項５に記載の
バリア層構造の製造方法。
【請求項８】前記工程１に先立ち、対象物を真空紫外光またはＵＶ
オゾン洗浄により表面改質することを特徴とする請求項１に記載の
バリア層構造の製造方法。
【請求項９】前記バリア層構造の膜厚が１５０～２５０ｎｍであるこ
とを特徴とする請求項１に記載のバリア層構造の製造方法。
【請求項１０】対象物上に形成された窒化ケイ素系層構造において、
  対象物に近い部分の屈折率が１．５０～１．６であり、
  対象物から遠い部分であり、窒化ケイ素系層の表面付近の屈折率が
１．６～１．９であることを特徴とするバリア層構造。
【非特許文献１】ACS Appl. Mater. Interfaces 11 (46), 43425-43432
(2019)

［実施例１］
  ＜屈折率の測定＞
  洗浄したシリコンウエハー上に、パーヒドロポリシラザン（ＰＨＰＳ
）の２０ｗｔ％ジブチルエーテル（ＤＢＥ）溶液（信越化学工業（株）
製）をスピンコート法により成膜した。表１に示すように、膜厚は、
溶液濃度およびスピンコート回転数を調整して制御した（実験例１～
２４）。溶液の調製およびスピンコートは、窒素を充填したグローブ
ボックス（水および酸素の濃度は＜１０ｐｐｍとする）内で行った。
さらにグローブボックス中に設置したエキシマランプにて窒素下１７２
ｎｍの真空紫外光（ＶＵＶ光）を照射して、光緻密化したＰＨＰＳ層
をシリコンウエハー上に形成した。エキシマランプには、浜松ホトニ
クス（株）製ＦＬＡＴＥＸＣＩＭＥＲ（照射強度２０ｍＷ/ｃｍ²）ま
たは（株）エム・ディ・コム製ＭＥＩＲＨＡ－ＭＳ－１－１５２－Ｈ
（照射強度８５ｍＷ/ｃｍ²）を使用した。ＶＵＶ照射量は、紫外線積
算光量計（浜松ホトニクス（株）製Ｃ９５３６－センサヘッドＨ９５
３５－１７２）を用いて算出した。
  分光エリプソメトリー（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン（株）製
ＶＡＳＥ３２）により、シリコンウエハー上の光緻密化されたＰＨＰＳ
層の膜厚方向における屈折率分布を測定した。エリプソメトリー測定
では、入射光の角度を４５°から７５°まで５°刻みで変化させた。実験
的エリプソメトリックパラメータ（ΨとΔ）で表される光の偏光状態を、
ＳｉＯ₂を含む４層光学モデルとガウス振動子を含む３つの単層モデル
を用いて解析した。なお、屈折率測定では、バリア層（ＳｉＮ層）と
なる光緻密化したポリシラザン層の屈折率を厳密に測定するため、シ
リコンウエハー上にポリシラザン層を１層だけコートし測定した。
【００３８】
  ＜バリア膜の作製とバリア性能の測定＞
  ポリイミドフィルム（ＰＩフィルム：Ｘｅｎｏｍａｘ、Ｒａ：～０．
５ｎｍ、厚み：３８μｍ、サンプルサイズ：５０ｍｍ×５０ｍｍ、ゼノ
マックスジャパン（株）製）上に、応力緩和層となる、ＵＶ硬化型ポ
リジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のオリゴマーと架橋剤（信越化学
工業（株）製Ｘ－３４－４１８４ＡａｎｄＢ）と低分子環状デカメ
チルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）（信越化学工業（株）製）とを、
オリゴマー：架橋剤：Ｄ５＝１：１：１６（重量比）の割合で自転公
転ミキサー（２０００ｒｐｍ、４分）にて混合し、ＰＤＭＳ－Ｄ５溶
液を調製した。グローブボックス中で窒素雰囲気下、ＰＤＭＳ－Ｄ５
溶液を６０００ｒｐｍ、３０秒でポリイミドフィルム上にスピンコー
トし、高圧水銀灯を用いてＵＶを１分間照射し、ＵＶ硬化型ＰＤＭＳ
層を硬化させた。その後、ＶＵＶを窒素下３分間照射し、ＰＤＭＳの
表面をＳｉＯ₂化させ、膜厚約１５０ｎｍのＰＤＭＳ硬化体層を形成
した。
  ＰＤＭＳ硬化体層の上に、２０ｗｔ％ＰＨＰＳのＤＢＥ溶液を窒素下
でスピンコートし、ＶＵＶ光照射して、バリア層となるＰＨＰＳ硬化
体層を得た。ＰＨＰＳ硬化体層の形成方法は＜屈折率の測定＞におけ
るＰＨＰＳコートと同様である。
  ポリイミドフィルムおよびＰＤＭＳ硬化体層の上に形成されたバリア
層をガス透過率測定装置（（株）ＭＯＲＥＳＣＯ製Ｓｕｐｅｒ－Ｄｅ
ｔｅｃｔ）にて性能評価した。測定条件は４０℃/９０％ＲＨとした。
バリア層の性能評価としては、サンプルをセットし、水蒸気透過率が
定常状態になった値をそのバリア層構造の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）
とした。【００３９】
  ＜バリア膜表面の観察＞
  バリア層構造の表面観察を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子
（株）製ＪＳＭ－ＩＴ１００）にて行った。帯電防止のため、イオン
コーターにてＰｔをバリア層の表面に薄く（＜２ｎｍ）コートした。
  結果を表１に示す。【００４０】

  ＜バリア膜表面の観察＞
  バリア層構造の表面観察を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子
（株）製ＪＳＭ－ＩＴ１００）にて行った。帯電防止のため、イオン
コーターにてＰｔをバリア層の表面に薄く（＜２ｎｍ）コートした。
  結果を表１に示す。
【００４０】【表１】

  表１中、ＰＨＰＳ膜厚（ｎｍ）は分光エリプソメトリーにより求めた
総厚である。ＶＵＶ積算光量（ｍＪ/ｃｍ²）は、ＶＵＶ光量×時間に
よって求めた。バリア性能（ＷＶＴＲ）は４０℃/９０％ＲＨにおける
水蒸気透過率である。バリア性能が～１０^-4ｇ/ｍ²/ｄａｙを〇とし
、～１０^-3ｇ/ｍ²/ｄａｙを△とし、＞１０^-2ｇ/ｍ²/ｄａｙを×とした。
  屈折率（ＭＡＸ）には分光エリプソメトリーにより得られた４層モデ
ルにおいて最も高い屈折率を表記した。組成が同じ場合、屈折率は密
度と相関することから、屈折率が高いことは密度が高いことを示す。
  クラックの有無は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した結果を示し
ている。クラックは無い方が、水蒸気を透過し難いといえる。【００
４１】実験例１～２４の結果を三次元の棒グラフにまとめたものを図
１に示す。Ｘ－Ｙ軸はＰＨＰＳの膜厚（ｎｍ）とＶＵＶ光の積算光量
（ｍＪｃｍ^-2）であり、Ｚ軸は水蒸気透過率ＷＶＴＲ（ｇ/ｍ²/ｄａｙ
）である。【００４２】
  水蒸気透過率ＷＶＴＲ（ｇ/ｍ²/ｄａｙ）が小さいほど、バリア性能
は高い。図１より、最も高いバリア性能を示すのはＰＨＰＳ膜厚が
２００～２５０ｎｍかつＶＵＶ積算光量が１２,０００ｍＪ/ｃｍ²の時
であることがわかる。このときバリア性能は２×１０^-4ｇ/ｍ²/ｄａｙ
である。【００４３】この理由を各種分析から明らかとした。
  膜厚約３５０ｎｍのＰＨＰＳ膜にＶＵＶ光を照射したときの屈折率分
布（膜厚方向）を図２（ａ）に示す。本来はＶＵＶ光の吸収によりＰ
ＨＰＳの光緻密化は連続的に起こるが、屈折率および膜厚を高精度に
得るため、バリア層を４層に分け、４層でのフィッティングを行った。

【図２】
図２（ａ）は、各層の平均的な屈折率とその膜厚を示している。また
ＳＩＭＳ分析から、最表層はＳｉＯ₂層が形成されていることが明らか
であるため、最表層に関してはＳｉＯ₂層としてフィッティングした。
ＶＵＶ光を照射することで、特に表面（Ｔｏｐ）の屈折率が向上した。
照射なしの屈折率１．５４から７２,０００ｍＪ/ｃｍ²のＶＵＶ光照射
で１．７６まで向上している。この屈折率向上は密度上昇を示している。
またＴｏｐ層ほどではないが、バリア層の中間部にあるＭｉｄ層にお
いても、屈折率が向上した。７２,０００ｍＪ/ｃｍ²照射時に１．６５
まで向上している。一方で、シリコン基板の表面にあるＢｏｔ層では
ほとんど屈折率の向上が見られなかった。これは表面層でＶＵＶ光
（λ＝１７２ｎｍ）が吸収されるため、Ｂｏｔ層までＶＵＶ光が届いて
いないことを示している。【００４５】
  ここで、屈折率が向上するＴｏｐ層とＭｉｄ層の膜厚に着目する。
Ｔｏｐ層＋Ｍｉｄ層の総膜厚は１６０～１７０ｎｍである。図２（ｃ）
にＶＵＶ積算光量１２，０００ｍＪ/ｃｍ²におけるＰＨＰＳ膜厚とＷ
ＶＴＲとの関係を示す。このグラフから明らかなように、膜厚が１５０
ｎｍ以下では高いバリア性能は得られない。これは高密度化するＰＨ
ＰＳ膜厚は１６０～１７０ｎｍであるため、膜厚が足りないためと考え
られる。図２（ｃ）のグラフより、２００ｎｍ前後が最も特性が得ら
れる膜厚であることがわかる。
【００４６】一方で、ＶＵＶ積算光量が増えるほど屈折率（密度）が
上昇することから、バリア性能は単調増加すると予想される。図２
（ｂ）にＰＨＰＳ膜厚２００ｎｍにおけるＶＵＶ積算光量とＷＶＴＲ
の関係を示す。ＶＵＶ積算光量は１２，０００ｍＪ/ｃｍ²を境として
さらに照射することで、バリア性能が低下することがわかった。

図３.代表的な条件におけるクラックや剥離のＳＥＭ画像と水蒸気透過率

【００４７】その理由を明らかとするために、走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）による表面観察を行った。代表的な結果を図３に示す。図３中の
Region（iii～ｖ）は図１のｉ～ｖを表している。ＳＥＭ画像からわか
るように、表面にクラック（ひび割れ）もしくは剥離が起こっていた。
条件によって異なるが、クラック幅や剥離サイズは、水蒸気透過率（
ＷＶＴＲ）に相関があることが見て取れる。すなわち、クラック幅や
剥離サイズが大きい場合には、そこからの水蒸気の浸入があるため、
バリア性能は低い。表１にクラックの有無のみを記載している。クラ
ック幅が小さい場合にはバリア性能の低下は少ないので、高いバリア
性能を得るためには、クラックが無いバリア層構造を作製する必要が
ある。【００４８】
これらクラックや剥離が起こる理由であるが、ＰＨＰＳの光焼成反応に
起因する。以下にＰＨＰＳのＶＵＶ光反応を示す。ＶＵＶ光によりＰ
ＨＰＳのＳｉ－ＨやＮ－Ｈが光開裂を受け、水素が脱離する。すなわ
ち、ＰＨＰＳのＶＵＶ光反応は体積収縮の系である。
ＶＵＶ光を照射することで、ＰＨＰＳの高密度化が進行するが同時に
内部応力が発生し増大する。そのため、強照射条件では、クラックが
発生したと考えられる。またクラックは膜厚や下層との密着性にも依
存する。特に厚膜の条件である膜厚５００ｎｍの条件では、下層との
界面までＶＵＶ光が届かないために低密着性であることに加え、ＰＨ
ＰＳ層の内部でも応力の大小があることから、クラックが起きやすい
条件になったと思われる。【００４９】

これらのことから、ＰＨＰＳ層の膜厚は２００～２５０ｎｍ、ＶＵＶ
積算光量は１２,０００ｍＪ/ｃｍ²近辺がバリア性能として最適である
ことがわかった。【００５０】
  ［実施例２］
  ＶＵＶ照射源として、１７２ｎｍのエキシマランプに加え、２２２ｎ
ｍのエキシマランプも併用し、屈折率測定と表面観察を行った。用い
た装置は（株）エム・ディ・コム製ＭＥＩＲＨＡ－ＭＳ－１－１５２
－Ｈであり、１７２ｎｍと２２２ｎｍのランプが併設された装置であ
る。それ以外は、実施例１と同様である。分光エリプソメトリーによ
る屈折率分布の結果を、２２２ｎｍ照射を図４に、１７２ｎｍ照射を
図５に示す。【００５１】

図５　波長１７２ｎｍのエキシマランプで照射した時の分光エリプソ
メトリーによる屈折率分布の結果

図４　波長２２２ｎｍのエキシマランプで照射した時の分光エリプソ
メトリーによる屈折率分布の結果

  図４および図５から、２２２ｎｍ照射では、１７２ｎｍ照射と比較す
ると、ＰＨＰＳの中央（Ｍｉｄ層）の屈折率が向上することがわかる。
これは各波長における吸光度に大きく影響することを示している。す
なわち、２２２ｎｍの吸光度は１７２ｎｍの吸光度に比較して低いた
め、表面で光が吸収されず、内部まで光が進入し高密度化する。１７２
ｎｍと２２２ｎｍの光源を組み合わせることで、膜内部まで高密度化
することが可能となる。
  そこで、１７２ｎｍ光照射後、２２２ｎｍ光照射した。その結果を
図６に示す。図６から、Ｔｏｐ層とＭｉｄ層に同程度に高い屈折率を
有した構造を作製できることがわかる。さらにこのサンプルのＳＥＭ
観察では、クラックを見つけることができず、高いバリア性能が達成さ
れると考えられる。

［実施例３］
  実施例１および２では、グローブボックス内で窒素下に、応力緩和層
であるＰＤＭＳ層とバリア層であるＰＨＰＳ層とをスピンコート成膜
し、ＶＵＶ光照射を行ったが、実施例３では、ＰＤＭＳ層の形成は、
全てのプロセスを大気下（酸素、水蒸気存在下）で行い、ＰＨＰＳ層
の形成は、ウェットコートプロセスを大気下、ＶＵＶ光照射プロセス
を窒素下で行った。
  応力緩和層であるＵＶ硬化型ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の
オリゴマーと、架橋剤（信越化学工業（株）製Ｘ－３４－４１８４Ａ
ａｎｄＢ）と、低分子環状デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）
（信越化学工業（株）製）とを、オリゴマー：架橋剤：Ｄ５＝１：１：
１６（重量比）の割合で自転公転ミキサー（２０００ｒｐｍ、４分）
にて混合し、ＰＤＭＳ－Ｄ５溶液を調製した。大気中または窒素中で
ＰＤＭＳ－Ｄ５溶液を６０００ｒｐｍ、３０秒で基板上にスピンコー
トした膜に高圧水銀灯にてＵＶを１分間照射し、ＵＶ硬化型ＰＤＭＳ
層を硬化させた。その後、ＶＵＶ光を大気下または窒素下で３分間照
射した。【００５４】

  分光エリプソメトリーにより測定した各プロセス条件での屈折率およ
び膜厚を表２に示す。ＰＤＭＳ層には、ＰＨＰＳのような屈折率分布
は見られなかった。表２から、ウェットプロセス条件（ウェットコー
ト・ＵＶ硬化）とＶＵＶ条件を酸素・水蒸気が存在する大気下で行っ
ても、屈折率および膜厚に大きな違いは見られなかった。なお、大気
下は温度２５℃、湿度５０％のクリーンルーム中で行った。

表２

【００５５】
  さらに、大気下および窒素下のプロセスで得られたＰＤＭＳ表面の水
の濡れ性を接触角計にて測定した（図７）。大気下プロセスでは水の
接触角が大幅に小さくなり、表面自由エネルギーが大きくなっている
ことがわかる。これは上層にあたるＰＨＰＳ層のウェットコートが行
いやすいことを示している。上層のＰＨＰＳ層をウェットコートしや
すいことは、ＰＨＰＳ層がコートできなかったピンホールの抑制につ
ながることから、高いバリア性能を達成できる。【００５６】
  ここで、ＰＨＰＳはＳｉ－Ｎ結合を主鎖に有するポリマーであるため
、大気中の酸素および水蒸気と反応しＳｉＯ₂化する。またＶＵＶ光照
射を大気下で行うと、かなり早い反応でＳｉＯ₂化することも知られて
いる。そこで、ＰＨＰＳのウェットコートのみ、大気下に行い、ＶＵ
Ｖ光照射を窒素下に行うことが可能か検討を行った。
  その結果を図８に示す。大気下および窒素下でコートした際のＰＨＰ
Ｓの屈折率は全く変わらなかった。なお、エリプソメトリー測定は
１５分以内で行った。すなわち、ＰＨＰＳは大気中の酸素、水蒸気と
反応する反応性ポリマーであるが、短時間では酸化反応は起こらず安
定である。さらに大気下、窒素下でコートしたＰＨＰＳ薄膜を、両方
とも窒素下でＶＵＶ照射を行った。その結果、４層モデルにおける屈
折率分布にはほとんど違いが見られなかった。このことから上述の通
り、ＰＨＰＳは短い時間であれば安定であり、仮に表面に水蒸気や酸
素が吸着されていたとしても、ほとんど膜質には影響がないことが示
れた。これらのことを総合すると、本発明では、全てのプロセスを窒
素下で行ってもよいし、ＶＵＶ光照射プロセス以外は、低コストな大
気下で行ってもよいことがわかる。
［実施例４］
  実施例１～３では、ＰＤＭＳ層のウェットコート条件は、ＵＶ硬化
型ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のオリゴマーと、架橋剤（信
越化学工業（株）製Ｘ－３４－４１８４ＡａｎｄＢ）と、低分子環
状デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）（信越化学工業（株）
製）との溶液を用いるが、実施例４では低分子環状シロキサンに対す
る検討を行った。デカメチルシクロペンタシロキサン（Ｄ５）は、室
温で蒸発する溶剤としての機能を有するが、その沸点は２１０℃と高
いため、若干ＰＤＭＳに残り、シリコーンゲルを形成することがある。
  そこで、以下の環状シリコーン（Ｄ４～６）および直鎖シリコーン
（Ｌ４～６）を用いて、各種低分子シリコーンの検討を行った。
【００５９】【化２】

【００６０】大気中にて、ＵＶ硬化型ＰＤＭＳのオリゴマーと、架橋
剤と、６種類の低分子シリコーンとを表３に記載の割合で自転公転ミ
キサー（２０００ｒｐｍ、４分）にて混合させ、グローブボックス中
にて６０００ｒｐｍ、３０秒でシリコンシリコンウエハー上にその混
合物をスピンコートし、ＵＶを１分間照射してその膜を硬化させた。
その後、ＶＵＶを３分間照射した。得られた膜の膜厚を分光エリプソ
メトリーにて測定した（表３）。それぞれの低分子シリコーンの沸点
や粘度が異なることから、膜厚は異なったが、屈折率は１．４２～１
．４５でほぼ同じであった。各種低分子シリコーンを用いた時のＰＤ
ＭＳ層の膜厚を表３に示す。
表3
000006
これらのＰＤＭＳ層とＰＨＰＳ層との交互積層構造のバリア性能を
確認するため、有機ＥＬ素子の上部にバリア層構造を作製し、有機Ｅ
Ｌ素子の発光像から、バリア性能を確認した。有機ＥＬ素子は、特に
有機層/電極界面において水蒸気からの酸化を受けやすい。界面酸化が
起こった場合、電荷注入・輸送が起こらないため、非発光エリアが増
大する。この非発光エリア（シュリンケージ）の増大を観察すること
で、バリア性能を確認することが可能である。
有機ＥＬ素子として、３ｃｍ×３ｃｍガラス基板上にパターニングさ
れた透明電極ＩＴＯ上に図１０に示す有機ＥＬ素子を作製した。以下
に示す有機材料を真空蒸着法により成膜し有機ＥＬ素子を作製した。
有機ＥＬ素子の発光エリアは２ｍｍ×２ｍｍである。ＰＤＭＳ/ＰＨＰ
Ｓの交互積層膜によるバリア構造をＴＦＥ（Thin Film Encapsulation：
薄膜封止）と呼ぶ。作製した有機ＥＬの上にスピンコートにてＰＤＭ
Ｓ/ＰＨＰＳの交互積層膜ＴＦＥ構造を作製した。作製は窒素下で行っ
た。ＰＨＰＳ層の膜厚は１５０ｎｍ（ＶＵＶ照射６,０００ｍＪ/ｃｍ²）
であり、ＰＤＭＳ層の膜厚は表３に示す膜厚である。ＰＤＭＳ/ＰＨＰ
Ｓ層のユニットを１ユニットとし、トータル３ユニット（計６層）形
成した。【００６４】
【化３】
000007
【００６５】 得られた有機ＥＬ素子を恒温恒湿槽（６０℃/９０％Ｒ
Ｈ）に保管し、有機ＥＬの発光像を光学顕微鏡により観察した。図９
にその結果を示す。

図９は、６０℃/９０％ＲＨ下に保存した有機ＥＬ素子の発光曲線（
倍率５０倍、視野２ｍｍ×１．５ｍｍ）を表す。

ここで、ＢａｒｅＯＬＥＤはＴＦＥ構造が無いものである。作製直後
（０時間）では、全ての素子で均一な発光を示しているが、ＴＦＥ構
造が無いＢａｒｅＯＬＥＤ素子では、６７時間後も発光が得られなか
った。これは水蒸気による界面酸化が素子全面で起こった結果と思わ
れる。各種シリコーンで保存性能は異なるが、Ｄ５だけでなく、Ｌ５、
Ｌ６、Ｄ６で高い性能が得られた。Ｄ５においては５０４時間で発光
が得られなくなった。その中でも特にＤ６、Ｌ５において高い保存性
能を示した。すなわち、ＰＨＰＳバリア層は同一であっても、応力緩
和層として機能するＰＤＭＳ層によってバリア性能が異なることが示
された。この理由としては被覆特性に関連していると考察している。
ＰＤＭＳ層の膜厚だけであれば、表３に示す通り、Ｄ６、Ｌ６が優位
であるが、結果的にはそれだけでは説明できない。有機ＥＬ素子の上
には凹凸や異物が存在するが、この凹凸や異物に対して、Ｄ６やＬ５
を用いたＰＤＭＳ層ではきれいに被覆された結果であると考えている。

本発明においては、ウェットプロセスによるバリア層構造が、水蒸気
に弱いとされている有機ＥＬ素子に有効に働くことが示され、加えて
応力緩和層であるＰＤＭＳ層の希釈溶液である低分子シリコーンの種
類においても被覆特性の面から影響があることが示された。特にＤ６
やＬ５において高い保存性（１,３００時間以上、６０℃/９０％ＲＨ）
を達成した。
以上

✳️ 水素ロータリーエンジン解体新書 ⓷
1️⃣　特開2023-78692　ロータリーエンジン　マツダ株式会社
  （第１凹部の詳細）【００７０】
  例えば図６に示すように、リセス７の断面積は、第１底面７１ａに対
応する第１範囲Ｒ１では略一定となり、第１連接面７１ｂおよび第２
連接面７１ｃに対応する範囲（第１範囲Ｒ１の紙面左右に隣接する範
囲）では相対的に急峻に減少するようになっている。【００７１】
  また、第１底面７１ａは、前述のように、ロータ外周面２ａの長手
方向に沿って、所定の長さ範囲（第１長さＬ１）にわたって延びてい
る。長手方向に沿って見たとき、この第１長さＬ１は、図３に示すよ
うに、第２底面７２ａの長さ範囲（第２長さＬ２）よりも短く、かつ
第１連接面７１ｂおよび第２連接面７１ｃの長さよりも長い。
【００７２】具体的に、第１長さＬ１は、第２長さＬ２の４／１０
以上８／１０以下であることが好ましく、さらに好ましくは略２／３
である。また、第１長さＬ１は、外周面中央Ｃからロータ外周面２ａ
のＬ側の端までの長さＬａの２／１０以上４／１０以下であることが
好ましく、さらに好ましくは略１／３である。【００７３】

  （第２凹部の詳細）
  一方、第２凹部７２は、上記第２底面７２ａに加えて、該第２底面
７２ａを上記Ｌ側リセス端部７ｌに接続する第３連接面７２ｂを有し
ている。図３に示すように、第２底面７２ａは、ロータ回転方向にお
いて第３連接面７２ｂよりも長く延びている。第２底面７２ａおよび
第３連接面７２ｂは、Ｔ側からＬ側に向かってこの順番で連続してい
る。【００７４】
  第３連接面７２ｂは、第２底面７２ａから上記Ｌ側リセス端部７ｌ
に向かって徐々に浅くなるように傾斜した傾斜面として構成されてい
る。一方、第２底面７２ａは、第３連接面７２ｂと比べて平坦な平面
をなす。このことは、第２底面７２ａにおける断面積が、第３連接面
７２ｂにおける断面積よりも緩やかに変化していることに等しい。
【００７５】 例えば図６に示すように、リセス７の断面積は、第２
底面７２ａに対応する第２範囲Ｒ２では略一定となり、第３連接面
７２ｂに対応する範囲（第２範囲Ｒ２の紙面右側に隣接する範囲）で
は急峻に減少するようになっている。【００７６
】
  また、第２底面７２ａは、前述のように、ロータ外周面２ａの長手方
向に沿って、所定の長さ範囲（第２長さＬ２）にわたって延びている。
この第２長さＬ２は、図３に示すように、第１長さＬ１、第３長さＬ
３および第３連接面７２ｂの長さよりも長い。【００７７】
  第２長さＬ２は、外周面中央ＣからＬ側リセス端部７ｌまでの長さ
Ｌｌを２分したときの中央値（＝Ｌｌ／２）よりも長い（Ｌ２＞Ｌｌ
／２）。第１凹部７１と第２凹部７２との境界を示す第１連接面７１ｂ
の位置は、上記中央値よりも外周面中央Ｃよりに設定される。【００７８】

（第３凹部の詳細）
  また、第３凹部７３は、上記第３底面７３ａに加えて、該第３底面
７３ａと、上記Ｔ側リセス端部７ｔ、を接続する第４連接面７３ｂを
有している。図３に示すように、第３底面７３ａは、ロータ回転方向
において第４連接面７３ｂよりも長く延びている。第３底面７３ａお
よび第４連接面７３ｂは、Ｌ側からＴ側に向かってこの順番で連続し
ている。【００７９】
  第４連接面７３ｂは、第３底面７３ａからＴ側リセス端部７ｔに向
かって徐々に浅くなるように傾斜した傾斜面として構成されている。
一方、第３底面７３ａは、第４連接面７３ｂと比べて平坦な平面をな
す。このことは、第３底面７３ａにおける断面積が、第４連接面７３
ｂにおける断面積よりも緩やかに変化していることに等しい。
【００８０】
  例えば図６に示すように、リセス７の断面積は、第３底面７３ａに
対応する第３範囲Ｒ３では略一定となり、第４連接面７３ｂに対応す
る範囲（第３範囲Ｒ３の紙面左側に隣接する範囲）では急峻に減少す
るようになっている。
【００８１】また、第３底面７３ａは、前述のように、ロータ外周面
２ａの長手方向に沿って、所定の長さ範囲（第３長さＬ３）にわたっ
て延びている。この第３長さＬ３は、図３に示すように、第１底面７１ａ
および第２底面７２ａの長さの和（＝Ｌ１＋Ｌ２）よりも短く、かつ
第２連接面７１ｃおよび第４連接面７３ｂよりも長い。
【００８２】 具体的に、第３長さＬ３は、外周面中央ＣからＬ側リ
セス端部７ｌまでの長さＬｌの１８／１００以上３６／１００以下で
あり、好ましくは略１／４である。【００８３】

  （断面積のさらなる詳細）
  このように、本実施形態に係る第１底面７１ａ、第２底面７２ａお
よび第３底面７３ａは、底面同士を接続する第１連接面７１ｂ、第２
連接面７１ｃ、第３連接面７２ｂおよび第４連接面７３ｂ等と比べて
平坦に構成されているため、それぞれ、第１連接面７１ｂ等と比べて
略一定の断面積を有する。【００８４】
  そのため、上述した（Ａ）の関係は、長手方向における第１底面７１
ａ、第２底面７２ａおよび第３底面７３ａの略全域で満足されること
になる。より詳細には、リセス断面積は、第１底面７１ａに対応する
第１範囲Ｒ１（原点０からＬ側に＋１０～＋３０ｍｍの範囲）が最も
大きい。この範囲からＬ側に向かって第１凹部７１の全長の１／４程
度の長さまでに、リセス断面積は、第１範囲Ｒ１におけるリセス断面
積の１／３以上１／２以下の大きさになるように漸次減少している。
そこから、リセス断面積は、Ｌ側に向かって第２範囲Ｒ２を通過する
までは、第１範囲Ｒ１におけるリセス断面積の１／３以上１／２以下
の大きさのまま略一定であり、その後、第２範囲Ｒ２の全長の１／５
程度の距離でＬ側リセス端部７ｌに到達し、リセス断面積がゼロにな
っている。【００８５】
  また、Ｔ側では、第１凹部７１のＴ側に第３凹部７３が位置してい
ることから、リセス断面積は、第３範囲Ｒ３を通過するまでは、第１
範囲Ｒ１におけるリセス断面積の１／９以上１／４以下のまま略一定
であり、その第３範囲Ｒ３を通過した後は、Ｔ側リセス端部７ｔに至
るまで漸次連続的に小さくなっている。

図7
【００８６】＜作用効果＞
  図７は、ＴＤＣ前の点火時期におけるロータ２とロータハウジング
３との関係を示す断面図である。また、図８は、ＴＤＣ前の燃焼前半
におけるロータ２とロータハウジング３との関係を示す断面図であり、
図９は、ＴＤＣ後の燃焼後半におけるロータ２とロータハウジング３
　
図８　　　　　　　　　　　　　　　　　図９

との関係を示す断面図である。【００８７】
  エンジン１の運転に際し、点火プラグ９は、ＴＤＣよりも早いタイミ
ングで、第２凹部７２周辺の混合気に対して点火するようになってい
る（図７参照）。この点火によって生じた火炎は、点火プラグ９からＬ
側に向かって吹き出すことになる。【００８８】
  その後、ロータ２の回転に伴って、第２凹部７２に対してＴ側に位置
する第１凹部７１から上記火炎に混合気が供給されて、その混合気を
燃やすことで火炎が成長していく（図８参照）。
【００８９】その後、第１凹部７１よりもさらにＴ側に位置する第
３凹部７３を通じて混合気が供給されて、その混合気を燃やし尽くす
ことで、一作動室８における１サイクル分の燃焼が完了する（図９参
照）。【００９０】
  ここで、図５等を用いて説明したように、相対的に断面積が大きい
第１凹部７１は、単に第３凹部７３よりもＬ側に位置しているばかり
でなく、外周面中央ＣよりもさらにＬ側に位置している。そのため、
この第１凹部７１は、ＴＤＣ以前のタイミング、つまり点火直後の燃
焼前半のタイミングで上記火炎に混合気を供給することができる。
【００９１】図５の（ａ）および（ｂ）の比較、ならびに、同図の
（ｂ）および（ｃ）の比較から見て取れるように、一般に、ＴＤＣに
近づくに従ってロータ外周面２ａとロータハウジング３との隙間が狭
くなってくる。しかしながら、上記実施形態のように第１凹部７１の
断面積を相対的に大きく形成したことで、これを小さく形成した場合
と比較して、未燃混合気の流動性を確保しつつ、より多量の混合気を
火炎に供給することができる。点火直後のタイミングに際し、より多
量の混合気を燃焼させることができる。【００９２】

  加えて、第１凹部７１の断面積を相対的に大きくしたことで、混合
気のスキッシュ流の流動を弱め、その流速を抑制することができる。
すなわち、燃焼前半のうちに多量の混合気を燃焼させながらも、その
燃焼を緩慢に進行させることが可能になる。その結果、急峻な熱発生
を抑制し、燃焼音、ガス漏れ、および、冷却損失の増加に伴う燃費性
能の悪化等を抑制することができる。【００９３】
  また、第２凹部７２の断面積を第１凹部７１よりも小さくしたこと
で、第２凹部７２付近の混合気は、第１凹部７１付近の混合気よりも
高圧になる。これにより、未燃混合気への点火に際し、その着火性を
高めることができる。
【００９４】また、第３凹部７３の断面積を相対的に小さくしたこと
で、該第３凹部７３からＬ側へと押し出されるスキッシュ流の流動を
強め、その流速を高めることができる。これにより、ＴＤＣ以後の燃
焼後半に際し、残りの混合気を火炎へとスムースに供給し、これを効
率的に燃やし尽くすことが可能になる。未燃混合気の供給をスムース
に進めることで、いわゆる二段燃焼の発生または規模を抑制し、ひい
ては冷却損失を抑制することができる。【００９５】
  また、第１凹部７１の断面積を大きくすることは、第２凹部７２およ
び第３凹部７３の断面積を相対的に小さくすることに等しい。そのこ
とで、燃焼を緩慢にしながらも、エンジン１の幾何学的圧縮比を維持
して熱効率を確保することができる。【００９６】
  このように、上記実施形態によれば、第１凹部７１から多量の混合気
を供給しながらも、その燃焼を緩慢に進行させることで、燃焼音、ガ
ス漏れ等を抑制しつつ、冷却損失を抑制して燃費性能を向上させるこ
とができる。また、第２凹部７２および第３凹部７３の断面積を上述
の如く設定することで、燃費性能の向上にさらに有利になる。【００９７】
  また、図３等に示すように、点火に際して点火プラグ９を向かい合
わせるべく構成された第２底面７２ａが、そのＴ側に連続する第１底
面７１ａと比べて長く延ばされることになる。これによれば、ＥＧＲ
の導入等、エンジン１の運転状態に応じて点火時期が変化したとして
も、第２底面７２ａから外れた位置に点火プラグ９を臨ませることな
く、点火時に点火プラグ９と第２底面７２ａとを向かい合わせること
ができるようになる。これにより、点火時期の変化を許容し、プラグ
位置まで至る混合気の通り道を確保することが可能になる。【００９８】
  さらに詳細には、第１底面７１ａの長さＬ１は、Ｌ側リセス端部７
ｌの長さＬｌの２／１０以上に設定される。これにより、第１凹部７１
の容積を拡大し、混合気のスキッシュ流の流速を弱める上で有利にな
る。また、第１底面７１ａの長さをＬ側リセス端部７ｌの長さＬｌの
４／１０以下に設定することで、第２底面７２ａの長さを最低限確保
し、点火プラグ９を第２凹部７２に臨ませた状態で点火することがで
きるロータ２の回転角度の範囲が広くなって点火時期の進角に有利に
なる。【００９９】
  また、図３等に示すように、第３長さＬ３を、第１長さＬ１および
第２長さＬ２の和よりも短くしたことで、外周面中央Ｃに対してＴ側
からＬ側へと未燃混合気をより迅速に供給することができるようにな
る。【０１００】
  さらに詳細には、第３長さＬ３は、外周面中央ＣからＬ側リセス端部
７ｌまでの長さの２／１０以上５／１０以下に設定される。これによ
り、二段燃焼及び燃焼音を抑えつつ点火時期を大きく進角させること
が可能になる。【０１０１】
  また、外周面中央ＣからＬ側リセス端部７ｌまでの長さＬｌは、外周
面中央Ｃから該外周面のＬ側の端までの長さＬａの７／１０以上９／
１０以下に設定される。これにより、点火プラグ９を第２凹部７２に
臨ませた状態で点火することができるロータ２の回転角度の範囲が広
くなり、点火時期の進角に有利になる。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項了
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

エネルギーと環境 187

2025年03月24日 | ネオコンバ－テック

根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救ったと
伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時代
の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと）
と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

【季語と短歌：３月25日】

📌　乙女椿

　　　　　　　椿咲き霞みかすみぬ散歩道　　

　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）　

　　　　　　　　　　　　

作品二十首
　奇跡的な生存　　　　　　　　　　　　　宇野なずき

休んでも回る惑星　組み立てた後に余ったパーツを捨てる
努力せず報われたいな幸せになる物質を分泌したい
できるんじゃなくてただ慣れているだけ同じ繰り返しに囚われて
乗り換えで歩くときだけ傘を差す　はやく誰かのためになりたい
掴むべき藁を毎回間違えてレンジで調理できない紋子
頑張って走れば踏み潰した花壇　笑って許さないでほしかった
喋りたいときに喋れる関係じゃないから脳で相槌を打つ
真剣に話したことがギャグとしてわたしは無垢として処理される
未来への進路を岩が塞いでるイベントを終えてもそのままで

ワイヤレス通話が普及してるから呻きながら歩けるよ　やったね
奇跡だと思うここまで犯罪を選択せずに生き延びていて
死んでほしいし愛したいな、全員　全員ってみんなのことだよ
僕だけが見つけた気持ちだったのにどんな雨にも名前はあった
石を積む人の隣で石を積む　変なかたちの石を見せ合う
わたしより強いあなたを助けたいダイヤモンドは叩けば割れる
差し伸べる　ハンバーガーをアフリカの子供に一個あげるみたい
悲しくてご飯が喉を通ってる　しっかり八時間寝てしまう
きみのこともっとたくさん考えて悩みたいのにアプリが落ちる
ねえ、こんなパーティーみんなが抜け出した後にふたりで残ってみない？
社外秘の書類は風に飛ばされて僕らをどうでもよくしてくれた
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うの・なずき：インターネットを中心に活動している歌人。短歌研究
社よりメジャーデビュー　歌集『願ったり叶わなかったり』を刊行。
アイドルが好き。労働が嫌い。インターネットを中心に活動している
歌人。大阪府在住。2014年1月から短歌を始め、自主制作の歌集を複
数発表している。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

内容説明
誰ひとりきみの代りはいないけど上位互換が出回っている
「死ぬほどでもなかった絶望、まっすぐ受け取れなかった希望。
美しくなかった日々の遺書は、不思議と明るくユーモラスで、そして
美しい。」　　　　　　　　　　　　　　　──麻布競馬場（作家）
これまでに刊行した私家版歌集収録より選んだ１００首に、書き下ろ
し１００首を加えて編集した宇野なずきの最新作、ついにリリース！
【歌集より】
　僕だけがインターネットの亡霊で他のみんなは居酒屋にいる
　人類の祈りはすべて神様の迷惑メールフォルダに届く
　わたくしは便利な道具でございます操作手順を誤って死ね
　嫌な言い方をするならそうですね私は愛と呼んでいますが
　死にたい　違う　死ぬくらいなら海のある町まで逃げて暮らすんだった
----------------------------------------------------------------------------

✳️トヨタ、中国で200万円級EV「 bZ3X」発売
3月6日、トヨタ自動車と中国・広州汽車集団の合弁会社「広汽トヨタ
」は新型スマート電気自動車（EV）「鉑智3X（bZ3X）」を発売した
。多目的スポーツ車（SUV）タイプで、販売価格は10万9800〜15万
9800元（約220万〜320万円）。トヨタが劣勢の中国市場で反転攻勢
をかけるカギになるとみられる。bZ3Xの自動運転版は14万9800元（
約300万円）からで、中国の自動運転スタートアップMomenta（モメ
ンタ）の運転支援システム「Momenta 5.0」と米NVIDIA（エヌビデ
ィア）の自動運転向けチップ「Orin-X」を搭載。LiDAR1基とカメラ1
1個、超音波レーダー12個、ミリ波レーダー3個、計27個のセンサー
を備え、マップレスの自動運転や自動駐車など25種類の自動運転支援
機能を実現。

✳️ 水素ロータリーエンジン解体新書 ②
1️⃣　特開2023-78692　ロータリーエンジン　マツダ株式会社

図３.同ロータの外周面を示す平面図
【詳細説明】【0052】

（リセスの全体構成）
図３に示すように、ロータ２の外周面（以下、「ロータ外周面」とい
う。）２ａに形成されたリセス７は、ロータ回転方向に長く延びてい
る。ロータ回転方向におけるリセス７の中央は、ロータ外周面２ａの
長手方向の中央（以下、「外周面中央」という。）ＣよりもＬ側にオ
フセットしている。【0053】
これにより、上記外周面中央Ｃからリセス７のＬ側の端（以下、「Ｌ
側リセス端部」という。）７ｌまでの長さＬｌは、該外周面中央Ｃか
らリセス７のＴ側の端（以下、「Ｔ側リセス端部」という）７ｔまで
の長さＬｔよりも長くなる（Ｌｌ＞Ｌｔ）。なお、ここでいう「長さ」
とは、いずれもロータ外周面２ａに沿って測った長さをいう。特段の
記載がない限り、以下に登場する種々の「長さ」についても同様であ
る。また、「外周面中央Ｃ７」は、ロータ２の中心角でいえば４～８゜
程度の広がりを有する部分をいう。【0054】

具体的に、外周面中央ＣからＴ側リセス端部７ｔまでの長さＬｔが、
同じく外周面中央ＣからＬ側リセス端部７ｌまでの長さＬｌの２／１
０以上５／１０以下である（後者の長さＬｌが、前者の長さＬｔの２
倍以上５倍以下である）ことが好ましく、さらに好ましくは略１／４
である。【0055】

また、外周面中央ＣからＬ側リセス端部７ｌまでの長さ（リセス７全
体のＬ側の開始位置）Ｌｌは、外周面中央Ｃからロータ外周面２ａの
Ｌ側の端までの長さＬａの７／１０以上９／１０以下の範囲にあるこ
とが好ましく、さらに好ましくは３／４である。一方、外周面中央Ｃ
からＴ側リセス端部７ｔまでの長さ（リセス７全体のＴ側の開始位置）
Ｌｔは、外周面中央Ｃからロータ外周面２ａのＬ側の端までの長さＬａ
の１８／１００以上３６／１００以下の範囲にあることが好ましい。

【0056】そして、本実施形態に係るリセス７は、外周面中央Ｃと比べ
てＬ側に配置された第１凹部７１と、第１凹部７１よりもＬ側に配置
された第２凹部７２と、第１凹部７１よりもＴ側に配置された第３凹
部７３と、を備えている。このリセス７の容積は、作動室８の幾何学的
圧縮比が９．７以上となるように設定されている。【0057】

ここで、第１凹部７１は、外周面中央Ｃと比べてＬ側に配置されかつＬ
側に延びている。第２凹部７２は、第１凹部７１に連続しかつＬ側に
延びている。第３凹部７３は、第１凹部７１に連続しかつ外周面中央
ＣよりもＴ側に至るまで延びている。【0058】

それら３つの凹部７１～７３は、それぞれ、ロータ外周面２ａの長手
方向に所定長さＬ１～Ｌ３を有する底面７１ａ～７３ａを備えている。
具体的に、第１凹部７１は、上記長手方向に第１長さＬ１を有する第１
底面７１ａを備えている。第２凹部７２は、上記長手方向に第２長さ
Ｌ２を有する第２底面７２ａを備えている。第３凹部７３は、上記長
手方向に第３長さＬ３を有する第３底面７３ａを備えている。各長さ
の大小関係については後述する。【0059】

【図4】同ロータの縦断面図

図４に示すように、第１凹部７１は、第２凹部７２および第３凹部
７３よりも深く陥没した形状となっている。例えば本実施形態では
、第１底面７１ａの深さＤ１が、第２底面７２ａの深さＤ２および第
３底面７３ａの深さＤ３よりも深くなっている（図５を参照）。また、
図４～図５および後述の図６に示すように、第２底面７２ａの深さＤ２
は、第３底面７３ａの深さＤ３よりも深くなっている。【0060】

なお、ここでいう「深さ」とは、ロータ外周面２ａに直交しかつ回転
軸心Ｘに向かって延びる直線に沿って測定される深さをいう。特に本
実施形態では、そうした直線に沿って測定される深さのうち、特にロ
ータ幅方向における最大深さを「深さ」とみなす。【0061】

具体的に、第２底面７２ａの深さＤ２は、第１底面７１ａの深さＤ１
の１／３以上１／２以下とすることができ、第３底面７３ａの深さＤ３
は、第２底面７２ａの深さＤ２の１／３以上１／２以下とすることが
できる。【0062】

また、図３に示すように、第１凹部７１は、ロータ外周面２ａの短手
方向（ロータ幅方向）において、第２凹部７２および第３凹部７３よ
りも幅広の形状となっている。例えば本実施形態では、第１凹部７１
の幅Ｗ１は、第２凹部７２の幅Ｗ２および第３凹部７３の幅Ｗ３よりも
長くなっている。図３に示すように、第２凹部７２の幅Ｗ２は、第３
凹部７３の幅Ｗ３と略同じに設定されている。なお、ここでいう「幅」
とは、ロータ外周面２ａの短手方向に沿って測定される深さをいう。

【0063】このように、第１凹部７１、第２凹部７２および第３凹部
７３それぞれの底面７１ａ，７２ａ，７３ａを比較したとき、第１凹部
７１の第１底面７１ａは、他の凹部の底面と比べて、幅広かつ深く形
成されている。また、第２凹部７２の第２底面７２ａは、第３凹部７３
の第３底面７３ａと比べて、略同一の幅を有するものの、より深く形
成されている。

図5ＴＤＣでのロータとロータハウジングの隙間の大きさを示す断面図

【0064】また、図５に示すように、第１底面７１ａ、第２底面７２ａ
および第３底面７３ａは、ロータ幅方向に平坦に広がり両側部が円弧
状に立ち上がっている。したがって、ロータ外周面２ａの長手方向に
直交しかつロータ２の中心を通る平面でリセス７を横断したときのリ
セス７の断面積は、リセス７の深さに略対応する大きさとなっている。

【0065】そのため、上述した幅および深さの大小関係に鑑みると、第
１底面７１ａの断面積を第１断面積とし、第２底面７２ａの断面積を
第２断面積とし、第３底面７３ａの断面積を第３断面積とすると、本
実施形態に係るリセス７の断面積は、第１断面積＞第２断面積＞第３断
面積 …（Ａ）の関係を満足することになる。

図6】リセス断面積の変化を示すグラフ
【0066】図６に示すように、第２断面積（図６の範囲Ｒ２を参照）は、
第１断面積（図６の範囲Ｒ２を参照）の１／３以上１／２以下とする
ことができ、第３断面積（図６の範囲Ｒ３を参照）は、第２断面積の
１／３以上１／２以下とすることができる。【0067】

（第１凹部の詳細）
上記３つの凹部７１～７３のうち、第１凹部７１はさらに、第１およ
び第２底面７１ａ，７２ａを接続する第１連接面７１ｂと、第１およ
び第３底面７１ａ，７３ａを接続する第２連接面７１ｃと、を有して
いる。第１連接面７１ｂ、第１底面７１ａおよび第２連接面７１ｃは、
Ｌ側からＴ側に向かってこの順番で連続している。【0068】

上述したように、第１底面７１ａは、第２底面７２ａおよび第３底面
７３ａよりも深いく、かつ第２底面７２ａおよび第３底面７３ａより
も幅が広い。そのため、第１連接面７１ｂは、第１底面７１ａから第
２底面７２ａに向かって徐々に浅くなるように傾斜するとともに、徐
々に幅狭となる傾斜面として構成されている。同様に、第２連接面７１
ｃは、第１底面７１ａから第３底面７３ａに向かって徐々に浅くなる
ように傾斜するとともに、徐々に幅狭となる傾斜面として構成されて
いる。【0069】第１底面７１ａは、第１連接面７１ｂおよび第２連接
面７１ｃと比べて平坦な平面をなす。このことは、第１底面７１ａに
おける断面積が、第１連接面７１ｂおよび第２連接面７１ｃにおける
断面積よりも緩やかに変化していることに等しい。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく

✳️ 性能2倍､全有機フィルム型太陽電池
2月19日、金沢大学の中野正浩准教授らの研究グループは、麗光、カ
ナダのクイーンズ大学と共同で、すべて有機材料で構成したフィルム
型太陽電池を開発、従来比２倍以上の性能持たせた。全有機太陽電池
の実用化に向けた重要な一歩となる。全有機太陽電池は従来の太陽電
池と違い、単純な焼却によって処分できる上、有害物を含まないため、
農地や水源地、ウエアラブルデバイスなど人体との接触が多い場所で
も使える。
【概要】
自己組織化単分子膜(SAM)は、高効率のペロブスカイト太陽電池(PSC
)を実現する接触修飾剤として登場。SAM分子の広大なファミリーの中
で、疎水性分子は高効率を実現するための主要な推進力となるが、こ
のような疎水性分子のデバイス収率を向上させるには、アルミナナノ
粒子などの表面改質剤や、ポリ(9,9-ビス(3′-(N,N-ジメチル)-N-エチル
アンモイニウム-プロピル-2,7-フルオレン)-alt-2,7-(9,9-ジオクチルフ
ルオレン))ジブロマイド(PFN-Br)などの共役高分子電解質が必要。こ
れらの表面改質剤が採用されているにもかかわらず、ペロブスカイト
のナノスケールの電気的および電子的特性とデバイスの安定性に対す
る分子改質剤の影響に焦点を当てた研究は不足している。本研究では、
アルミナナノ粒子をSAMの表面改質剤として利用した⓵PSCは、PFN-

Brを用いたデバイスと比較して、より高いデバイス安定性を示すことを
示した。さらに、アルミナナノ粒子は、②PFN-Brと比較して、表面の
電子特性の均質化やバルク電気伝導など、複数の有益な効果をもたら
し、どちらも熱や周囲条件下で劣化しても大きく変化しないことを示
す。さらに、⓷アルミナは、ペロブスカイトの分解中に形成されるヨ
ウ素の捕捉に寄与し、デバイスの安定性を向上させる。PSCの性能の
均質性と安定性の両方を改善するための新しい道筋を提供。

【関連論文】
雑誌名：Advanced Functional Materials
論文名：Unlocking High-Performance in All-Organic Solar Cells by the Development
of organic Electrodes with no Acid and High-Temperature Treatment and the Effective
Preparation Thereof on Organic Multi-layer Films （酸や高温処理を必要としない有機電
極の開発と有機多層膜上への効率的な作製による全有機太陽電池の高性能化）
著者名：中野正浩、橋田圭樹、小西章裕、板谷寛之、髙橋憲司、Md.Shahiduzzaman、
辛川誠、當摩哲也、新子谷樹哉、河合公雄、西山了、高橋光信、Jean-Michel Nunzi
DOI：10.1002/adfm.202419813 https://doi.org/10.1002/adfm.202419813
【関連項目】
1️⃣伸縮可能な有機太陽電池の高性能化（2024年6月27日理化学研究所）：発電層のひず
み再分配戦略

図　伸縮性のある有機太陽電池
デバイスの構造と材料の図

図1 デバイスの構造と材料：a）伸縮性有機太陽電池の概略図。ポリウレタン基板、導電性
PEDOTPSS（ION Eを5mg/mL含む）から成る透明電極、PEDOT:PSSから成る正孔輸送層、
Ter-D18:Y6から成る発電層、共晶ガリウムーインジウム（EGaIn）から成る上部電極の順に
積層した。b）伸縮性有機太陽電池の電極材料と活性材料の化学構造。

2️⃣　ナノエンジニアリングされた埋め込み酸化物中間膜によるペロブ
　　スカイト太陽電池の安定性と電子均質性の向上
【概論】
自己組織化単分子膜(SAM)は、高効率のペロブスカイト太陽電池(PSC)
を実現する接触修飾剤として登場。SAM分子の広大なファミリーの中
で、疎水性分子は高効率を実現するための主要な推進力となるが、こ
のような疎水性分子のデバイス収率を向上させるには、アルミナナノ
粒子などの表面改質剤や、ポリ(9,9-ビス(3′-(N,N-ジメチル)-N-エチル
アンモイニウム-プロピル-2,7-フルオレン)-alt-2,7-(9,9-ジオクチルフ
ルオレン))ジブロマイド(PFN-Br)などの共役高分子電解質が必要。こ
れらの表面改質剤が採用されているにもかかわらず、ペロブスカイト
のナノスケールの電気的および電子的特性とデバイスの安定性に対す
る分子改質剤の影響に焦点を当てた研究は不足している。本研究では、
アルミナナノ粒子をSAMの表面改質剤として利用したPSCは、PFN-Br
を用いたデバイスと比較して、より高いデバイス安定性を示すことを
示した。さらに、アルミナナノ粒子は、PFN-Brと比較して、表面の電
子特性の均質化やバルク電気伝導など、複数の有益な効果をもたらし、
どちらも熱や周囲条件下で劣化しても大きく変化しないことを示して
いる。さらに、アルミナは、ペロブスカイトの分解中に形成されるヨ
ウ素の捕捉に寄与し、デバイスの安定性を向上させることが示された。
PSCの性能の均質性と安定性の両方を改善するための新しい道筋を提
供する。

【掲載誌】
題目： Improved Stability and Electronic Homogeneity in Perovskite
Solar Cells via Nanoengineered Buried Oxide Interlayer
Supplementary Information (SI) for EES Solar.
This journal is © The Royal Society of Chemistry 2025
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/el/d4el00029c
-----------------------------------------------------------------------------
✳️Early detection of pancreatic cancer by a high-throughput protease-activated nanosensor assay
✳️

３章　日本をわざと経済成長させない財務省
　信じがたいことだが、公共投資が出ないのをよしとしてる人もず
いぶんいる。
　たとえば民主党政権のときにも、社会的割引率について見直しは
まったくされていない。彼らは、財務省の口車に乗り「コンクリー
トから人へ」などという愚論中の愚論を得意げに展開して、公共事
業をガンガン切っていった。
　例外のハツ場ダムも、「やめろ！」といわれて本当に大変たった
が、なんとか作った。ただ、他の公共事業はガンガン切っていき、
「呼び水」と呼ばれる公共投資が出ないため、当然ほかの民間投資
もまったく出なかった。
　このように公共事業をしない期間が30年もあると、名目ＧＤＰ成
長率にかなり差が間いてしまうのは、【図版３－６」で見た通りで
ある。
　ウラで糸引く財務省はこれを知っていて、国交省を窓口として、
意図的に安倍・菅政権のときには「高橋さんのいうことは正しいで
す」といって、正しいです、正しいです、そして（社会的割引率を）
見直します、見直しますと口先だけでいい、見直さなかったのも先
にも述べた通りだ。
　財務省の本性が出だのは、岸田政権になってからだ。「これから
も、（社会的割引率は）４％でいきます」とはっきりいったのであ
る。
　信じがたいことだが、公共投資が出ないのをよしとしてる人もず
いぶんいる。
　たとえば民主党政権のときにも、社会的割引率について見直しは
まったくされていない。彼らは、財務省の口車に乗り「コンクリー
トから人へ」などという愚論中の愚論を得意げに展開して、公共事
業をガンガン切っていった。
　例外のハツ場ダムも、「やめろ！・」といわれて本当に大変たっ
たが、なんとか作った。ただ、他の公共事業はガンガン切っていき、
「呼び水」と呼ばれる公共投資が出ないため、当然ほかの民間投資
もまったく出なかった。
　このように公共事業をしない期間が30年もあると、名目ＧＤＰ成
長率にかなり差が間いてしまうのは、【図版３－６」で見た通りで
ある。
　ウラで糸引く財務省はこれを知っていて、国交省を窓口として、
意図的に安倍・菅政権のときには「高橋さんのいうことは正しいで
す」といって、正しいです、正しいです、そして（社会的割引率を）
見直します、見直しますと口先だけでいい、見直さなかったのも先
にも述べた通りだ。
　財務省の本性が出だのは、岸田政権になってからだ。「これから
も、（社会的割引率は）４％でいきます」とはっきりいったのであ
る。

　　　デフレ脱却と未来国債

🪄環境派のわたし（たち）の「経済の社会への組み込み論」から慎
重論で「反対論」サイドにいた。例えれば戦前の「開戦論」を担保
する国債乱発に慎重な政策論と相似している。陰謀論やプロパガン
ダに慎重である（自然破壊のデメリッを無視するメガ大統領制に反
対する立場と相似する）。現実に、「温暖化禍現象」が急速に進み
極端な喝水・増水も多発している。つまり「無駄な乱開発より、国
民の所得格差是正・福祉増進の公共投資を主張し、『未来国債』構
想を2000年初頭に掲げ、日米経済協議・バブル崩壊・阪神大震災・
地下鉄サリン事件・リーマンショック・東日本大震災・福島原発事
故・新型コロナウイルス、能登半島地震、そして、世界平均気温・
１.５℃上昇確定視され、少子・加齢化、インフラ老朽化である。高
度民主主義国家はこのように「金がかかる」のは必至（ここが、わ
たしと高橋氏の違いです。）

「公共投資はムダ遣い」という財務省の洗脳
　株価が34年ぶりに、バブル期超えを果たした２０２４年２月。
　おおいに沸いたものの、今までバブル期越えを果たせなかったの
がむしろ変だというべきだろう。
　名目ＧＤＰが日本は34年前のバブル期と比べると、ほとんど横ば
いにもかかわらず、アメリカとカナダは４倍を超え、イギリスは４
倍近い。イタリア、ドイツ、フランスも２・５倍を超えている（【
図版３－６】／Ｉ１７ページ）。
　日本はデフレと公共投資が非常に低いので横ばいになるということ
は、先にも述べたが、では、なぜ国交省は４％の社会割引率にここ
までこだわるのだろうか。
　－財務省が結託（暗躍）しているというのが私の読みである。

３章　日本をわざと経済成長させない財務省
それをなぜしないのかは、やはり財務省がからんでいる。
財務省は金利が高い方が気分がいい。なぜなら、そうすれば公共
投資も出ないし、予算も結構抑えられるからだ。大好きな増税も可
能になる。
　国交省は「国土強靭化」などといいつつ、実際には真逆で財務省
の尻馬に乗っている。なぜなら、財務省にゴマを擦った方が出世を
からだ。国交省で偉くなった人は、財務省にゴマをすって偉くなっ
た人が多い。結局、国交省の中で本当に国民のためにと考えて、真
面目で筋が通ったことをいう人は全然出世しない。財務省にベタつ
いて、まるでブンブンとふるしっぽが見えるかのような人が、どん
どんどんどん出世していくのである。

公共投資の超優良物件「大阪万勝」
「公共投資はムダ遣い」のような刷り込みがあるのは、やはり財務
省の作戦である。
最近ならば、「大阪万博をやったら、けしからん」はその最たる例
であるが、万博というのは実は４％という高い社会的割引率でも、
採算が取れるくらいに儲かるのだ。
本来ならば、こんなに高い金利ならばかなり難しいのだが、それを
ものともしないかなりの優良物件なのである。
　４％で計算しても２兆５０００億円くらいの経済効果が見込め、
コストは１兆円ぐらいだから、入場料だけ見るとちょっと赤字にな
るかもしれないが、全休で見たらまったく問題ない。
　ただ、社会的割引率が４％でも採算が取れる物件は、絶対量が少
な過ぎる。１％ぐらいにして、それをクリアできる物件を探せば、
いまの公共投資の３倍ぐらいにもなる。
私は私が政策担当をしているときには、「見直します」といい続け
た。そういわれてしまったら、「じやあ、やっといてください」と
いうほかない。はっきりいって、私は国交省－実際には財務省にダ
マされたということになる。

財務省にしっぼを振れば出世する
　いまではこれらに携わる人には知られた話であるため、土木学会
などでは私の専門分野でもないにもかかわらず、「高橋さんは立派
なことをいう」と、めちゃくちゃ褒めてもらえる。
　ただこれは、データを見れば一目瞭然の話であり、自分かきっか
けで４％と決め、それをどのように修正すべきかは、私にも責任の
一端があるとも思ったから主張し続けているのだ。その後時代（金
利）が変わっても調整しないのは、正直いって信じられない話であ
る。
　国債の金利に合わせて自動スライド的に毎年調整すればいいだけ
の話で、これまた先にも述べたように他の国は国偵の金利に応じて、
毎年見直している。

ラスボスはやはり財務省だった！
　今年度予算が成立するとなったら、すぐ次の来年度予算の話がは
じまる。
　これはけっして珍しいことではなく、政治の世界はいつもどんど
ん先を行く。たと
えば、２０２５年度予算は財政で大きなポイントがいくつもあるが、
先にも触れたように財務省はプライマリーバランスを黒字化させる
目標をガンガン推している。ただ、黒字化という話になると緊縮財
政になるため、たぶんそこが争点になるはずである。
　25年度予算の話は２０２４年の初頭には、すでに水面下ではじま
っていて、自民党では財政健全化推進本部の名の下に財政健全化－
はっきりいって緊縮だが、そういう動きが表に出ずステルスですで
にスターートしている。
　大宏治会（＝緊縮財政・増税路線）ができそうなときに、その裏
でちやっかりと、緊縮財政・増税路線の政治家たちを、財務省が虎
視耽々と狙って引き抜いて、それをというのは実は４％という高い
社会的割引率でも、採算が取れるくらいに儲かるのだ。
本来ならば、こんなに高い金利ならばかなり難しいのだが、それを
ものともしないかなりの優良物件なのである。
　４％で計算しても２兆５０００億円くらいの経済効果が見込め、
コストは１兆円ぐらいだから、入場料だけ見るとちょっと赤字にな
るかもしれないが、全休で見たらまったく問題ない。
　ただ、社会的割引率が４％でも採算が取れる物件は、絶対量が少
な過ぎる。1％ぐらいにして、それをクリアできる物件を探せば、い
まの公共投資の３倍ぐらいにもなるのだ。
　現状、社会的割引率（金利）を高いままにすることで、公共投資
はムダだというイメージ操作がかなり浸透している。それも、テレ
ビ・新聞のいわゆるマスコミのポチが、自分たちで調べもせずに財
務省の手先（目先？）となり、伝えてしまっているのが原因である。
　ポチ（マスコミ）経由で、財務省に刷り込まれ洗脳されかかって
いる、「公共投資はムダ」という罠にひっかかってはならないのだ。
そもそも、ノーベル賞をとった立派な研究に基いて計算されている
ものであり、どちらを信用すればいいのかは、すぐにわかる話だろ
う。
　さらに、万博についていえば、１００年以上歴史があるから、そ
の採算については大体当たる。なぜなら、１００年ぐらい歴史が古
い、つまりデータが積み重なってきているものは経験則として活か
せるからだ。
※「コンクリートから人へ」
　政権交代を果たした民主党が２００９年度マニュフェストで掲げ
た政策のひとつ。政策や予算の優先順位を決める政治において、コ
ンクリートではなく、人間を大事にしたいと宣言。従来の自民党政
権が、ダムや道路、空港など大型建築物（コンクリート）に巨額の
税金を充てていたことに対し、抜本的に予算を組み替え、子育て・
教育、年金・医療、地域主権、雇用・経済への予算充実を目指し、
政権交代後、大幅な公共事業の削減、事業仕分けの実施やこども手
当の創設を決定した。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項つづく
　　　　『サザンオールスターズ　：　桜、ひらり』

●　今日の言葉：光電融合を実行すれば、省エネ、ダウンサイジ
　　　　　　　　　ング、シームレス、ボーダレスも可能。困った
　　　　　　　　　ことに、わたしの身体がもたないことである。

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

エネルギーと環境 186

2025年03月22日 | ネオコンバ－テック

彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

【季語と短歌：３月24日】

　　　　　　逝く人の法事若芽頂きぬ

高山　宇（赤鬼)

　　　　　　　　　　　　　　　

2月、和菓子製造販売の「たねや」（近江八幡市）は24日、大津市由
美浜の琵琶湖岸に新店舗「LAGO（ラーゴ）大津」をオープンする。
21日、報道関係者向けの内覧会があり、施設の概要や限定商品などが
発表された。たねやグループが手がける店舗のうち、たねやが単独で
展開するのは県内で初めて。琵琶湖を一望できる店舗内にはカフェも
併設する。LAGOだけで販売する季節限定のカステラもあり、5月下旬
までは甲賀市土山町の抹茶を使ったカステラを提供する。同プラザの
約1万5000平方メートルの敷地のうち、特定公園施設のエリア7310平
方メートルを「琵琶湖の森」としてたねやが木を植え再整備。公園内
に建物面積949.78平方メートルの2階建ての建物を建設し、カフェの
ほか和菓子直売所をオープン。直売所には菓子工房を併設し、たねや
カステラ抹茶を製造。カステラやまんじゅうなどのたねやの和菓子に
加え、成安造形大学（仰木の里東4）の学生と共同開発した新店舗限定
商品の「近江八景」（6,480円）を販売する。「近江八景」は新店舗に
近い膳所城（本丸町）から見た琵琶湖の南湖周辺の景勝地8カ所。8カ
所をイメージした8個の和菓子を詰め合わせて提供する。うち「矢橋の
帰帆」をイメージした「矢橋まんじゅう」は滋賀県の地酒のかすを使
った生地でこしあんを包んだ酒まんじゅうで、学生の「琵琶湖の色を
表現したい」という提案を受け、琵琶湖と船の白帆をイメージした。

　2023-06-08

✳️ 水素ロータリーエンジン解体新書 ⓵

昨日につづき、マツダの水素ロータリーエンジンの考察を始める。
水素ロータリーエンジンとは、燃料に水素を使ったロータリーエンジ
ン。ガソリンを使用せず水素を使用したマツダのロータリーエンジン
を主に記述。水素は燃焼によって水が生成される。そのため、局所的
な環境に対しては比較的悪影響を与えないとしている。ただし、酸化
剤として窒素と酸素の混合物である空気を使用しているので、窒素酸
化物の発生は不可避であるとのこと。via　Wikipedia

1️⃣　特開2023-78692　ロータリーエンジン　マツダ株式会社
【要約】下図３、ロータ２の外周面２ａのリセス７は、外周面中央Ｃ
と比べてＬ側に配置されかつ該Ｌ側に向かって延びる第１凹部７１と、
第１凹部７１からＬ側に延びる第２凹部７２と、第１凹部に連続しか
つ外周面中央ＣよりもＴ側まで延びる第３凹部７３とを備えるととも
に、第１凹部７１、第２凹部７２および第３凹部７３は、それぞれ、
外周面の長手方向に所定長さＬ１，Ｌ２，Ｌ３を有する底面７１ａ，
７２ａ，７３ａを備える。外周面２ａの長手方向に直交し且つロータ
２の回転軸心Ｘを通る平面でリセス７を横断したときのリセス７の断
面積は、第１凹部７１における底面７１ａの断面積が、第２凹部７２
における底面７２ａの断面積および第３凹部７３における底面７３ａ
の断面積と比べて最も大きくなる。ロータリーエンジンの燃費性能を
向上させる。

図３.同ロータの外周面を示す平面図

図1 本発明の実施形態に係るロータリーエンジンの概要を示す斜視図

【符号の説明】【0104】

１ロータリーエンジン　２ロータ　２ａロータ外周面　３ロータハ
ウジング　３ａトロコイド内周面　４，５サイドハウジング　７リ
セス　７１第１凹部　７１ａ第１底面　７２第２凹部　７２ａ第２
底面　７３第３凹部　７３ａ第３底面　７ｌＬ側リセス端部（外周
面の前側の端）７ｔＴ側リセス端部（外周面の手前側の端）８作動
室　９点火プラグ　３１ロータ収容室　Ｌ１第１長さ（第１凹部の
底面の長さ）　Ｌ２第２長さ（第２凹部の底面の長さ）　Ｌ３第３長
さ（第３凹部の底面の長さ）Ｃ外周面中央（外周面の長手方向の中央）
Ｘ回転軸心　Ｚ短軸

【特許請求の範囲】

【請求項1】略楕円形状のトロコイド内周面を有するロータハウジン
グと、該ロータハウジングの両側に配置されて、該ロータハウジング
と共にロータ収容室を形成するサイドハウジングと、上記ロータ収容
室内に収容されて、該ロータ収容室内に３つの作動室を区画するとと
もに、回転によって各作動室を周方向に移動させながら、各作動室に
おいて吸気、圧縮、膨張及び排気の各行程を順に行なわせる略三角形
状のロータと、上記ロータハウジングに設けられた点火プラグと、該
点火プラグの作動を制御する制御部とを備え、上記ロータの上記作動
室を区画する各外周面にリセスがそれぞれ形成されたロータリーエンジ
ンであって、上記ロータの外周面のリセスは、上記外周面の長手方向
の中央と比べて上記ロータの回転方向の前側に配置されかつ該前側に
向かって延びる第１凹部と、該第１凹部に連続しかつ上記前側に延び
る第２凹部と、上記第１凹部に連続しかつ上記中央よりも上記回転方
向の手前側まで至るように延びる第３凹部とを備えるとともに、上記
第１凹部、上記第２凹部および上記第３凹部は、それぞれ、上記外周
面の長手方向に所定長さを有する底面を備え、上記回転方向に直交し
かつ上記ロータの回転軸心を通過する平面で上記リセスを横断したと
きの該リセスの断面積は、上記第１凹部における底面の断面積を第１
断面積とし、上記第２凹部における底面の断面積を第２断面積とし、
上記第３凹部における底面の断面積を第３断面積とすると、
第１断面積＞第２断面積＞第３断面積の関係を満足し、
上記制御部は、上記点火プラグが上記第２凹部の底面と向かい合いか
つ圧縮行程上死点以前の時期が点火時期となるように、上記点火プラ
グの作動を制御することを特徴とするロータリーエンジン。

【請求項2】請求項１に記載されたロータリーエンジンにおいて、
上記第１凹部の底面の長さは、上記第２凹部の底面の長さよりも短い
ことを特徴とするロータリーエンジン。

【請求項3】請求項２に記載されたロータリーエンジンにおいて、
上記第１凹部の底面の長さは、上記外周面の長手方向の中央から該外
周面の上記前側の端までの長さの２／１０以上４／１０以下である
ことを特徴とするロータリーエンジン。

【請求項4】請求項１から３のいずれか１項に記載されたロータリー
エンジンにおいて、上記第３凹部の底面の長さは、上記第１凹部およ
び上記第２凹部それぞれの底面の長さの和よりも短いことを特徴とす
るロータリーエンジン。

【請求項5】請求項４に記載されたロータリーエンジンにおいて、上
記第３凹部の底面の長さは、上記外周面の長手方向の中央から上記リ
セスの上記前側の端までの長さの２／１０以上５／１０以下である
ことを特徴とするロータリーエンジン。

【請求項6】請求項１から５のいずれか１項に記載されたロータリー
エンジンにおいて、上記外周面の長手方向の中央から上記リセスの上
記前側の端までの長さは、上記外周面の長手方向の中央から該外周面
の上記前側の端までの長さの７／１０以上９／１０以下であることを
特徴とするロータリーエンジン。

【請求項7】請求項１から６のいずれか１項に記載のロータリーエン
ジンにおいて、上記点火プラグは、上記ロータハウジングにおける、
該ロータハウジングの短軸を挟んだ上記前側の位置に配置され、上記
制御部は、圧縮行程上死点前５５°以下の範囲内に点火時期が収まる
ように、上記点火プラグの作動を制御することを特徴とするロータリ
ーエンジン。

【発明の効果】本開示によれば、ロータリーエンジンの燃費性能を向
上させることができる。

＜ロータリーエンジンの全体構成＞
図１は、本開示の実施形態に係るロータリーエンジン１（以下、単に
エンジン１という。）の概要を示す斜視図である。また、図２は、そ
のエンジン１のロータ２およびロータハウジング３を示す正面図である。

【0034】図１に示すエンジン１は、車両に搭載されるものであって、
１つ又は複数のロータ２を備えている（図例では２つ）。各々ロータ２
を収容する２つのロータハウジング３間にインターミディエイトハウジ
ング４が設けられている。２つのロータハウジング３の両外側にサイ
ドハウジング５が設けられている。１つのロータハウジング３に着目
すれば、インターミディエイトハウジング４は、そのロータハウジング
３の片側にあって、ロータハウジング３及びサイドハウジング５と共
にロータ収容室３１を形成するサイドハウジングであると位置付ける
ことができる。【0035】

図１.ではでは、エンジン１のフロント側（図１の右側）の一部を切り
欠いてエンジン内部を示すとともに、リヤ側（図１の左側）のサイド
ハウジング５もエンジン内部を示すために分離して示している。図中
の符号Ｘは、出力軸としてのエキセントリックシャフトの回転軸心で
ある。

【図2】同エンジンのロータ及びロータハウジングを示す正面図
図２に示すように、ロータハウジング３は、平行トロコイド曲線で描
かれる回転軸心Ｘの方向から見て略楕円形状（俵型）のトロコイド内
周面３ａを有する。図1.に示すように、ロータハウジング３の内周面
とインターミディエイトハウジング４の両側の内側面４ａとサイドハ
ウジング５の内側面５ａによってロータ収容室３１が形成され、この
ロータ収容室３１にロータ２が収容されている。インターミディエイ
トハウジング４の両側のロータ収容室３１は、ロータ２の回転位相が
異なっている点を除けば構成は同じである。

ロータ２は、回転軸心Ｘの方向から見て各辺の中央部が外側に膨出し
た略三角形状をなし、その三角形の頂部間の略長方形状の外周面２ａ
にリセス７が形成されている。ロータ２の三角形の各頂部に設けられ
たアペックスシール１４がロータ２の回転に伴ってロータハウジング
３のトロコイド内周面３ａに摺接する（アペックスシール１４は、図
６にのみ図示）。このロータ２によって、図２に示すように、ロータ
収容室３１の内部が【0038】

ロータ２は、エキセントリックシャフト６の偏心輪６ａに支持されて
いて、自転しながら、回転軸心Ｘの周りに該自転と同方向に公転する
（この自転及び公転を含めて、広い意味で単にロータ２の回転という
）。そして、ロータ２が１回転する間に３つの作動室８が周方向に移
動し、それぞれで吸気、圧縮、膨張（燃焼）及び排気の各行程が行わ
れる。これにより発生する回転力がロータ２を介してエキセントリッ
クシャフト６から出力される。【0039】

図２において、ロータ２は矢印で示すように時計回り方向に回転し、
回転軸心Ｘを通るロータ収容室３１の長軸Ｙを境に分けられるロータ
収容室３１の左側が概ね吸気行程及び排気行程の領域となり、右側が
概ね圧縮行程及び膨張行程の領域となる。【0040】

図１に示すように、インターミディエイトハウジング４の内側面４ａ
とサイドハウジング５の内側面５ａにおける上記吸気行程及び排気行
程の領域に対応する部位に、吸気ポート１１～１３及び排気ポート１０
が開口している。図示は省略しているが、吸気行程ないし圧縮行程の
作動室８に燃料を噴射する燃料噴射弁がロータハウジング３の頂部に
設けられている。【0041】

図２に示すように、ロータハウジング３の側部における、回転軸心Ｘ
を通るロータ収容室３１の短軸Ｚを挟んだロータ２の回転方向（以下、
「ロータ回転方向」という）のＬ側の位置に、点火プラグ９が電極部
をロータ収容室３１側に露出させて取り付けられている。なお、長軸
Ｙと短軸Ｚは互いに直交している。【0042】

図示は省略するが、エンジン１は、排気ガスの一部を吸気通路に還流
するＥＧＲ装置を備え、エンジン１の運転状態に応じて排気ガスの還
流が行われる。【0043】

また、エンジン１は、吸気スロットル弁、燃料噴射弁、点火プラグ９
及びＥＧＲ装置の作動を含めて、上記エンジン１の作動を制御する制
御部としてのコントロールユニットを備えている。【0044】

３つの作動室８に区画されている。

＜コントロールユニットについて＞
コントロールユニットは、マイクロコンピュータをベースとするもの
であって、プログラムを実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、例
えばＲＡＭやＲＯＭにより構成されてプログラム及びデータを格納す
るメモリと、信号入出力（Ｉ／Ｏ）バスとを備えている。コントロー
ルユニットには、車両のアクセル開度センサ、車速センサ、エンジン
回転角センサ、空燃比センサ、エンジン水温センサ、エアフローセン
サ等からの各種情報の信号が入力される。【0045】

コントロールユニットは、各種センサからの入力信号に基づいて、エ
ンジン１の運転状態を判定する。コントロールユニットは、判定され
た運転状態に応じて、スロットル弁の開度、ＥＧＲ装置によるＥＧＲ
率、各作動室８における点火プラグ９による点火時期、燃料噴射弁に
よる燃料噴射量及び燃料噴射タイミングの制御を行う。【0046】

点火プラグ９による点火時期については、圧縮行程上死点前（Before
Top Dead Center：ＢＴＤＣ）５５°以下、好ましくは３０°以上５０°
以下の範囲内に収まるように設定し、該設定に基づいて点火プラグ９
の点火コイルの通電時期を制御する。【0047】

点火時期は、燃焼重心が圧縮行程上死点後（After Top Dead Center：
ＡＴＤＣ）１０°～３０°の熱効率が高い適切な位置にくるように、Ｅ
ＧＲ率に応じて制御される。なお、図２において鎖線で示すように、
ロータ２の頂点の１つが点火プラグ９の反対側において短軸Ｚ上に位
置付けられているとき、当該頂点の反対側に位置する作動室８がＴＤ
Ｃになっている。【0048】

ＥＧＲ率が高くなるほど着火遅れ期間が長くなるとともに、燃焼重心
がリタードしていく。そこで、ＥＧＲ率に応じて着火遅れ期間を設定
するとともに、ＥＧＲ率に応じて目標熱発生開始時期（見掛けの熱発
生開始の目標時期）を設定する。そうして、目標熱発生開始時期から
着火遅れ期間だけ進角した時期が点火プラグ９の点火時期とされる。

【0049】

＜ロータのリセスについて＞
図３は、ロータ２の外周面２ａを示す平面図である。また、図４は同
ロータ２の縦断面図であり、図５はＴＤＣでのロータ２とロータハウ
ジング３の隙間の大きさを示す断面図である。また図６は、リセス断
面積の変化を示すグラフである。【0050】

【図4】同ロータの縦断面図

【図5】ＴＤＣでのロータとロータハウジングの隙間の大きさを示す
断面図

【図6】リセス断面積の変化を示すグラフ

ここで、図４は、図３のIV－IV断面に相当する。そして、その図４に
おける第２凹部７２のａ－ａ断面が図５の上図（ａ）に相当し、第１
凹部７１のｂ－ｂ断面が図５の中央図（ｂ）に相当し、第３凹部７３
のｃ－ｃ断面が図５の下図（ｃ）に相当する。

【0050】ここで、図４は、図３のIV－IV断面に相当する。そして、そ

の図４における第２凹部７２のａ－ａ断面が図５の上図（ａ）に相当

し、第１凹部７１のｂ－ｂ断面が図５の中央図（ｂ）に相当し、第３

凹部７３のｃ－ｃ断面が図５の下図（ｃ）に相当する。【0051】

また図６は、リセス断面積がロータ外周面２ａの長手方向においてど

のように変化しているかを示す。図６の横軸はロータ外周面２ａの長

手方向の中央を原点（０）としてＬ側をプラス、Ｔ側をマイナスで表

した位置座標（単位ｍｍ）である。より正確には、ロータ外周面２ａ

の両端に位置するアペックスシール１４を結んだ直線上で測った長さ

位置が、ここでいう位置座標に相当する。なお、図６において、符号

９ａは、点火プラグ９のプラグホールである。【0052】

この項つづく

✳️ 宇宙太陽光発電事業化概論　⓵
　太陽光の強さ1,4倍発電効率地上の10倍
宇宙太陽光発電は宇宙空間で集めた太陽のエネルギーを地球上で電力
として使うための発電システム｡宇宙では太陽光の強さが地球の1.4倍
で、地球上と違って昼夜や天候の影響がほとんどないため、地球での
太陽光発電と比べて10倍以上の効率で電力を供給できる｡理論的には
1960年代から米国で提唱されてきたが、コストの問題などもあって計
画はなかなか進まなかったが、世界がカーボンニュートラルの実現を
目指して太陽光や風力などの再生可能エネルギーなどの脱炭素電源に
注目が集まる中、宇宙太陽光についても再び光が当たってきた。

🌠　2050年の実用化段階、36000キロ地点から送電

無線送電実験を定している｡地球から100～500キロ離れた地点に人工
衛星を飛ばし、衛星につけた装置から無線送電する｡2050年の実用化
時点では、約36000キロ時点から無電送電する。｢技術的にはほぼ確
立できている。あとは検証する｣という。

出力100万kW、
大規模火力や原発と同等
仮に実用化するとなれば、どのくらいの電力を供給できるのだろうか。
研究者によると､2.5キロ四方に太陽光パネルを堕べて発電した場合の
出力は約100万kW。大規模な火力発電所､原発1基分とほぼ同等の発電
能力。こうした2,5キロ四方の太陽光パネルを複数並べる形を想定して
いるが、設置場所や周波数の確保で他国などと競合する可能性がある」
とみる。最大の問題はコスト　技術的、理論的には実現可能性が高ま
ってきた宇宙太陽光発電だが、やはり最大の問題はコストである。宇
宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）によると、巨大な人工衛星を打ち上
げ、大きな受電システムが必要な宇宙太陽光にかかる費用は地上の太
陽光、風力発電などと比べ30倍以上のコストがかかるとされている。

✳️ 透明タンデム太陽電池が12.3%の効率
世界的な研究チームは、ペロブスカイトと有機層を組み合わせること
で、透明性30%のタンデム太陽電池を開発し、透明太陽電池の効率
12.3%を達成した。（PV magzine）
https://www.pv-magazine.com/2025/03/21/transparent-tandem-
solar-cell-hits-record-12-3-efficiency/
March 21, 2025Patrick Jowett

🪄短波長と長波長を変換し、残りの可視光を透す建材用途に使える。

　『サザンオールスターズ　盆ギリ恋歌』

　　　　　　　『サザンオールスターズ - ジャンヌ・ダルクによろしく』

●　今日の言葉：拍車を掛け、右眼に痛みが残る。

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

エネルギーと環境 185

2025年03月21日 | ネオコンバ－テック

彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【季語と短歌：３月21日】

　　　　　　おぼろ雲陽光眩し下見かな　
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）

🪄好日の朝、坂道の法面緑化の下見がてら、サンブラ鼓超しに好日
　を仰ぐ。妻の下肢静脈瘤の検診の留守を見計らって雲層学の実習。
　富士山噴火を想定し、首都圏での広域的な降灰被害への対策を議
　論してきた内閣府の有識者検討会（座長＝藤井敏嗣東京大名誉教
　授）は21日、報告書をまとめている。

十首の世界　　　　　　　　　　　　　　　　短歌研究　20251+2
　泣かない砂糖　　　　　　　　　　　　　　　　　山本夏子　　　　　　　　　　

太陽を見つけた子どもが走り出すさんふらわあのわあのこころで

どんぐりがどんどん落ちるいつだろう遊具にときめかなくなったのは

親に洗ってもらってばかりの上ぐつの白さからスナメリが滴る

光生の指示で謝るともだちがガーベラみたいだと思ってた

さみしい子ほどおしゃべりで　触れないで　芒の硝子の葉が戦いでも

お悔やみのお花を送る真夜中の月を額装するひかりの環

乾かないうちに重ねていく青の　だめ、生き方を混ぜ合わせては

揚げ茄子の極そない色を分けながら罪悪感について話した

葺、雪、金のトナカイもうすこし永くあなたを偏していたい

失くしてきたのは失くしてもいいものばかり　真冬の朝の淡さの、虹の

　　

　特選　3+4月号　　阿久津千津子　群馬県桐生市
　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　詠　草　米川千嘉子選

遥かなる地中海の小さき島山なき川なきマルタに来たり

青き空街は土色石の道君の知らざるヴァレッタ歩く

透明なうすき茶色の瞳して君は我見し逝くその晩に

瑠璃色の海の風受け数千年イムドラ神殿いま崩れんと

バルコニー出づれば明星月に添う異国に迎うる夫の百か日

1️⃣選後感想　
久しふりに応募作を見ると、世界の戦争や平和を詠んだ歌が激減した
ように感じられた。何とも厳しく動かない状況（この原稿が掲載され
る頃は変わっているかも）を前に言葉が続かないのかもしれない。配
膳ロボットやセルフレジなど、日本の日常に広がった変化を詠む歌も
一通りもう詠まれた、というところか。一方で、昭和を回想する歌が
ずいぶん増えた。それこそ日常から昭和が失われたことの証かもしれ
ない。ほとんとの歌がその良さを懐かしむ歌であり、読者を安心させ
てくれる。だが、既視感がよぎったり、物足りなく感じることも。″古
き良き昭和″の類型に飲み込まれずに、今を生きている作者の中のリア
ルな昭和、多様な昭和があってよいと思う。

🪄若者の短歌に眼を通すも引き付けるものが「こちらの感性」にはな
　いのであ～る。要緊急｜眼精疲労対策の考察。

⛑️新たな移動手段と期待される超小型の電気自動車（EV）の分野で、各
社が小型・軽量化技術を競っている。日本では2020年の規制緩和で新規格が創設されて車
種が増えつつあるが、本格的な市場開拓はこれからだ。個人需要の掘り起こしに向けてコス
トや利便性で軽自動車をしのぐ新たな価値を提供できるか課題が残る。

✳️EVは本当に普及するのか？
2030年、BEV販売台数の予測と課題
IoTの進展は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）によるパン
デミックによって後押しされ、生活様式は家を中心とするものに変わ
つた。その結果、自家用車の必要性が薄れ、それに取って代わるもの
として2030年には国内では相当規模の自動運転サービスやライドシ
ェアサービスが形成される見通だという。（EY　8月21日）

試算前提

BEVの販売台数に影響を与える要因として、（1）BEVの所有モチベー
ション（経済合理性）、（2）BEVが地域に与えるインパクト（国内
の電力供給力の限界）、（3）国の政策の方針（部品供給能力）挙げ
られる。そして、地域にBEVや充電器を導入する際には、環境問題だ
けでなく、その地域に住まう人々の暮らし方を十分に理解した上で、
賑わい広場の利活用に伴う地域の省エネ対策、防災などさまざまな観
点を考慮しながら、地域に適したBEVや充電スタンドの利活用につい
て考えておくことが大切だと結んでいる。
🪄わたし（たち）が考える普及戦略は、バッテリEVモバイルの長所
が、⓵グリーンに貢献大、②軽量・コンパクト・燃料燃焼系が不要（
ダウンサイジング）、⓷タイヤ摩耗を除いて静粛・排気ガスゼロの優
位性を最大限利用し、公共利益尊重を前面に打ち出し、軽量自家用・
ミニバン・軽トラの垂直立ち上げを急ぎ、利用場所での充電・自動充
電移設促進の補助（バック・アップ）、「高級車＜小型車」普及政策
を優先を掲げことが重要（既存産業維持ではなく、グリーン優先）、
それにあわせ、燃料電池車及び重量車両の開発・周辺整備の垂直立ち
上げ戦略とすることが肝要と考える。

核融合研究開発の玄奘　2022年9月

✳️保護性α-Al2O3膜が異常酸化現象を克服
核融合炉液体金属ブランケットの電磁ブレーキ効果の抑制へ
東京工業大学がやっていたのか！というニュース。内容はと言えば、
地味目な成果ではあるが、中核技術の「核融合装置の安全設計」がテ
ーマ。
核融合炉の液体ブランケットや集光型太陽熱発電システムの構造材料
として、冷媒として使用される高温の液体金属に耐える性能を有する
ことが必要とされる。
FeCrAl合金は、使用前に酸化処理を施すことにより、自らα-Al₂O₃膜
を形成して表面を保護するという特性を有する。
このα-Al₂O₃膜は化学的に極めて安定で緻密な組織を有するため、液
体金属環境下における構造物の耐食性を劇的に向上させるものであり、
エネルギープラントのような大型構造物の被覆も可能である。
さらに、α-Al₂O₃膜は非常に大きな電気抵抗を示すため、磁場閉じ込
め核融合炉において高磁場条件で液体金属が流れる場合に発生する
MHD圧力損失（電磁ブレーキ効果）を抑制する絶縁性被覆としても
期待されているが、特定の条件において表面で異常酸化現象が生じる
ことが分かっており、スポット的に多孔質な酸化物（異常酸化物）が
形成されることで、均一な膜の形成が阻害されることがあった。こう
した場合、被膜本来の保護性や電気絶縁性も損なわれてしまう。

【研究成果】
1️⃣異常酸化現象の原因とは
ワイヤー放電加工は、導電体であればどんなに硬い材料であっても複
雑な形状に精度良く加工することができるという特徴を有し、FeCrA
l合金をはじめとするさまざまな材料の加工に用いられている加工法で、
ワイヤー放電加工後に白層を取り除く研磨処理を施したFeCrAl合金A
PMT(Fe-22Cr-6Al-3Mo) に対して、保護性α-Al₂O₃膜を形成するため
の表面酸化処理を施した結果、図1に示すような異常酸化物が形成さ
れた。

図1. ワイヤー放電加工面に残存したマイクロクラックと酸化処理への
影響 (a) 表面像、(b) 断面像

透過型電子顕微鏡などを駆使して詳細に分析した結果、異常酸化物の
下には幅1マイクロメートル以下で深さ10マイクロメートル以上の細
いクラックが存在することが分かった。また、そのクラック内部には
CuやZnなどの濃度が高い物質が存在することが分かった。このCuや
Znはワイヤー放電加工時に使用したワイヤーの成分であり、加工時に
APMTのマイクロクラック内に付着したものである。ワイヤー放電加
工面に形成された加工影響層は削ることにより除去することができる
が、深く伸びたクラックが残存したものと思われる。マイクロクラッ
ク内部に付着したワイヤー成分の酸化反応により、異常酸化物が形成
したことが分かったという。

2️⃣異常酸化現象の克服
マイクロクラックや残留したワイヤー成分を完全に除去することは困
難。そこで、CuやZnなどを主成分とする異常酸化物が、多孔質な組織
を有している点に注目。本研究チームでは、酸化温度を上げることに
より、酸素を異常酸化物の中を通過させ、FeCrAl合金の表面へ届ける
ことにより、異常酸化物の下にAl濃度の高い緻密な酸化被膜が形成で
きないかと考えた。酸化処理の温度を従来の1,273 Kから1,373 Kに上
昇させた結果、図2に示すようにAl濃度の高い緻密な酸化被膜を異常
酸化物の直下に成長させることに成功。

図2. 異常酸化物の下に形成されたAl濃度の高い被膜
(a) 表面像、(b) 断面像、(c) Alの強度CuやZnを主成分とする異常酸化
物は電気を通しやすい特徴を有し、そのため、異常酸化物が発生する
と被膜の絶縁性は著しく低下してしまう。本研究では、異常酸化物の
下にAl濃度の高い酸化被膜を形成させることにより、電気絶縁性を大
きく向上させることができることも分かった。

3️⃣核融合炉のMHD圧力損失（電磁ブレーキ効果）の抑制
磁場閉じ込め核融合炉の液体ブランケットでは、液体金属が高磁場下
を横切るように流れる際に誘導電流が発生し、MHD圧力損失（電磁ブ
レーキ効果）が生じることで、液体金属を流すためのポンプに大きな
負荷を与えてしまう。
対策として、図3(a)に示すように、導電率の低いα-Al₂O₃膜で流路内
壁を覆い絶縁する方法が挙げられ、磁場閉じ込め核融合炉の液体ブラ
ンケットの流路を簡易的に模擬した図3(a)の体系を対象にしてシミュ
レーション計算を行う。1,373 Kで酸化処理を行った場合のAPMT配管
では、被膜により配管壁に流れ込む誘導電流が遮断されるため、電磁
ブレーキの効果による流れのエネルギーの損失が、本研究で研究した
α-Al₂O₃膜がない時に比べて約1,000倍以上小さくなり、つまり1,000
倍以上流れやすくなることが分かった。

図3. APMT配管の中を流れる液体リチウム鉛合金によるMHD圧力損失
(a) 計算体系、(b)シミュレーション結果

【効果と展望】
本研究では、FeCrAl合金の酸化挙動がワイヤー放電加工による影響を
受けることを明らかにした。さらに、局所的な異常酸化という潜在的
影響を排除する手法も明らかにしたことにより、FeCrAl合金が形成す
るα-Al₂O₃膜の信頼性を劇的に向上させることにつながる。結果とし
て、液体LiPbブランケット開発における⓵材料共存性と②電磁ブレー
キ発生の課題をα-Al₂O₃膜の活用により解決しうる見通しを得た。
核融合炉などの先進エネルギープラントやさまざまな液体金属機器の
早期実装を可能とするものであり、カーボンニュートラル社会の実現
に拍車がかかると期待される。今後は、核融合炉液体ブランケットな
どの苛酷環境下を想定した条件での実証実験へと進めたい。

【用語説明】
[用語3]異常酸化現象 : 酸化膜が本来有する保護性が失われるような酸
化反応が起きる現象
[用語4]ワイヤー放電加工 : 図4 (a) に示すように、ワイヤーと工作物
の間にアーク放電を起こしながら工作物を局所的に溶かし、切断する
方法である。そのため、図4 (b) に示すように加工面には、マイクロ
クラックを含む溶融再凝固層が形成される。こうした層は白層と呼ば
れ使用する前に研磨などにより可能な限り除去する。

図4. ワイヤー放電加工の仕組み (a) 装置の図、(b) ワイヤー放電加工
の様子
[用語5] 核融合炉の液体LiPbブランケット : ブランケットは一般的に
は「毛布」の意だが、核融合炉では、プラズマを毛布のように液体金
属で覆うエネルギー変換システムを指す。核融合反応で発生する中性
子を取り込みながら、熱エネルギーと新たな燃料を生産する役割を持
つ。液体金属は液体状の金属。液体としての流動性を持ちつつ、金属
として熱や電気を伝える能力に優れており、冷却材をはじめ、さまざ
まな用途に使用される。広義では液体となった金属すべてを指す。核
融合炉の燃料増殖材兼冷媒として、中性子を増倍する機能を有する鉛
（Pb)と燃料であるトリチウム（T) を生産する機能を有するリチウム
（Li) の合金であるリチウム鉛合金が期待されている。
高性能核融合炉ブランケットの新概念に見通し｜東工大ニュース（2022年2月24日プレス
リリース）

図5. 液体金属ブランケットの構造模式図
[用語6] MHD圧力損失（電磁ブレーキ効果） : 図6 (a) のフレミングの
右手の法則に従って、高磁場下を液体金属が横切って流れる際に、誘
導電流が発生する。その誘導電流と液体金属の流れにより、図6 (b)
のフレミングの左手の法則に従って、流れと逆向きにローレンツ力が
生じる。この際に失われる流体の圧力の損失は電磁-流体力学（Magn-
etohydrodynamics: MHD）圧力損失と呼ばれる。配管壁に流れ込む
誘導電流を導電率の低い膜で遮断することにより、流れと逆向きに生
じるローレンツ力を大きく低減することができる。

図6. 誘導電流の発生とそれによるローレンツ力の発生 (a) フレミング
の右手の法則、(b) フレミングの左手の法則
---------------------------------------------------------------------
【掲載論文】
掲載誌 :Surface & Coatings Technology, Volume 493, Part 2, 15
October 2024, 131250
題　目 :Growth of α-Al₂O₃ layer involving abnormal oxides in FeCrAl
alloy tube fabricated by WEDM process and electrical insulating
performance in fusion reactor blanket
D O I: 10.1016/j.surfcoat.2024.131250

⛑️下肢静脈瘤の原因
下肢静脈瘤は命にかかわるような病気ではありません。必要以上に心
配になることはありませんが、気になるその原因にはどんなものがあ
るのでしょうか。原因が分かれば下肢静脈瘤の改善につながる方法を
考えることができ、増やさないための予防法で対策がとれる。

立ち仕事を行い、夕方になると足のむくみによりふくらはぎのあたり
がパンパンになってしまう、気がついたら靴がきつく感じられるとい
った足のむくみについて悩んでいる人は多い。特に立ちっぱなしの姿
勢は重力によって血液やリンパ液といった水分が下半身にたまってい
く。こうしてたまった血液やリンパ液を下半身から全身へ送り出す役
割をしているのがふくらはぎの筋肉です。ふくらはぎの筋肉がポンプ
となり水分や老廃物を全身に循環させているのですが、長時間同じ姿
勢で筋肉を動かさずにいるとその機能がうまく働かないだけでなく筋
肉が疲労してだるさや痛みを感じるようになる。足のむくみを予防す
るには意識してふくらはぎの筋肉を使うことが重要です。

⛑️下肢静脈瘤の治療

⓵ 圧迫療法：医療用の圧迫ストッキングを着用することで、ふくら
はぎが圧迫され血液の逆流を防ぎます。手軽に始められ速やかに症状
が改善しますが、根本的な治療ではありません。
⓶–硬化療法：硬化剤という薬剤を静脈瘤に注入し、静脈の内壁に炎
症を生じさせて閉塞させる方法です。小さな静脈瘤や再発した静脈瘤
に対して効果的な方法です。
⓷ ストリッピング手術：側枝静脈瘤を含む伏在静脈を外科的に除去
する手術です。現在は血管内焼灼術や血管内塞栓術など、より低侵襲
な手術方法が主流となっており、あまり行われていません。
④ 血管内焼灼術：カテーテルを用いて静脈瘤を熱によって焼いて閉塞
させる方法です。局所麻酔下で行われます。皮膚切開が不要で、術後
の痛みも少なく、回復が早いという利点があります。現在世界で最も
多く行われている治療法です。
④血管内レーザー焼灼術：｜更新日： 2023年7月19日
⑤体外照射レーザー治療：｜更新日： 2023年7月19日
⑥血管内塞栓術：医療用の瞬間接着剤を用いて静脈瘤を閉塞させる方
法です。局所麻酔下で行われ、皮膚切開が不要で、術後の痛みも少な
く、回復が早いという利点があります。

⛑️ 冷えがむくみの原因になる
立ち仕事以外にも、同じ姿勢を長時間続けることで足のむくみが起き、
ふくらはぎの筋肉が動かなくなりその結果水分や老廃物が足にたまり
むくみになる。さらに立ちっぱなしの姿勢だけでなく、血液やリンパ
液の流れを悪くしてしまう原因に冷えがある。寒さや体の冷えは筋肉
を緊張させ、むくみの悪化につながる。普段から体を冷やさないよう
に防寒対策をしっかり行う。冬だけでなく夏場でも冷房の効きすぎに
よって体が冷えてしまうこと

がある。特に下半身の冷えはむくみにつながりやすいのでストッキン
グや靴下などで足元が冷えるのを防ぐことが大切。足首や膝の裏など
を手で触れてみた時に手が温かいと感じたら冷えが進んでいるサイン
です。立ち仕事の合間にできるむくみ緩和法立ち仕事中でも少しの合
間を見つけて足を動かすことによってふくらはぎの筋肉の緊張をやわ
らげることができます。休憩やトイレに行くタイミングで屈伸を数度
行うだけでも凝った筋肉をほぐすことができます。また、テーブルや
カウンターに軽く手を添えて両脚のかかとを上げ下げする運動を行う
だけでも効き目があります。足元が人から見えないところでは高さ
10cmほどの台座を用意して片足を乗せる方法もあります。片足を台
座に数分程度置いたら反対の足に変えることで効き目が現れる。仕事
中でも簡単にできるので時間が空いた時に実践してみょう。

日常生活で意識したいこと立ち仕事中だけでなく、足のむくみの予防
や緩和には日常生活でも気を使うことが大切です。体の冷えは血液や
リンパの流れを悪くするためむくみやすくなってしまいます。防寒対
策の他にも体を締め付けるような下着や衣服もできるだけ避けること
がポイントです。食事には体を温めるスープもお勧めです。塩分の摂
り過ぎや喫煙もむくみにつながりやすいので注意しましょう。

普段からシャワーのみで済ませるという人もいるかと思いますが、し
っかりとお風呂に浸かることは下半身にたまったリンパ液や血液を押
し戻してくれる効き目があります。ゆっくり入浴することで体が温ま
るだけでなく、疲労改善やリラックスできるためお勧めですまとめ長
時間同じ姿勢を取ることでふくらはぎの筋肉が緊張してしまい、血液
やリンパの流れが悪くなってしまいます。立ち仕事の合間には適度に
ストレッチを行ったり、体を冷やさないように注意して過ごすことが
大切です。
また、体を冷やす服装や喫煙もむくみにつながるので、ストッキング
や下着、カイロなどを利用して防寒対策を行ったり、疲労や筋肉の緊
張をほぐすためにもシャワーではなくお風呂に浸かってむくみ予防を
しましょう。

● 今日の言葉：マツダが省（少）ガソリンロータリ－エンジン車
　　　　　　　　　を投入するという。面白いじゃないか。核融合に
　　　　　　　　　水素エンジン車や燃料電池車、電気自動車と広が
　　　　　　　　　るのは致し方ないが、豪華なラスト・ディケイド
　　　　　　　　　になるのは名誉なことではないか。サンキュー！

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

エネルギーと環境 184

2025年03月19日 | ネオコンバ－テック

彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　へぇ～！これがガチャポン？！＠何でも事業化本舗

【季語と短歌：３月20日】

　　　　　　　　　春霞　葬送悔み　墓掃除　
　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）

🪄妻の脚が病み、午前中に老齢と言えどこれだげのスケージュールが
詰つている上に吾が”ミッション”を粛々と裁いていかなければならぬ
と気負も「昼は十割蕎麦よ！！」とスケージュリング（笑）　
　話がかわり、町内の友人のお香典返し品にいただいた「ドラーフー
ドセット」（＠天野実業）が気に入り、購入を続けることに。すごい
ですね。”なんでも事業化本舗”の相談役兼丁稚ドンとしては、ここに
体質改善向け各種パウダーを添加及びふりかけ袋を入れれば世界を席
巻できそうですね（現行医療法許容範囲でね）。頑張れ！「アマノフ
ーズ」。
　　　
📌主力商品のフリーズドライ味噌汁は、米・麦・豆など種類が豊富

1️⃣特開2025-017761　スパー型洋上風力発電設備の建造方法　戸田建
設株式会社（蔭佐請求前）
【要約】下図17のごとく、比較的波の穏やかな静穏域として選定され
た海域において、組立用架台１３上でタワー６、ナセル８及びブレー
ド９からなる洋上風力発電設備の上部構造体１２の組立てを行う第１
ステップと、前記組立用架台１３上で組み立てた前記上部構造体１２
を、デッキ面に移動式カウンターウエイト装置３を設備したセミサブ
型クレーン２によって一括で吊り上げて洋上風力発電設備１の建造場
所まで運搬する第２ステップと、浮体４を洋上に起立状態で保持する
第３ステップと、前記セミサブ型クレーン２によって前記上部構造体
１２を吊り上げた状態のまま前記浮体４の上部に連結して洋上風力発
電設備１を完成させる第４ステップとからなる。スパー型洋上風力発
電設備の上部構造体を一括施工で組立てすることにより建造の効率化
を図るとともに、施工に用いるセミサブ型クレーンは特に重量物を吊
り下げた際の動揺を抑えて安定的に作業を行い得るようにする。

図17　本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その９）
【符号の説明】１…スパー型洋上風力発電設備、２…セミサブ型ク
レーン、３…移動式カウンターウエイト装置、４…浮体、４Ａ…コン
クリート製浮体部、４Ｂ…鋼製浮体部、５・４５…クレーン、６…タ
ワー、７…風車、８…ナセル、９…ブレード、１０…係留索、１１…ク
レーン付きＳＥＰ台船、１２…上部構造体、１３…組立用架台、１５・
１６…プレキャスト筒状体（コンクリートリング）、１９…ＰＣ鋼材
、４６…半潜水型スパッド台船、４８…モノパイル基礎、４９…ジャ
ケット基礎、５９…ケーソン基礎
【特許請求の範囲】
【請求項１】  スパー型洋上風力発電設備の建造方法であって、
  比較的波の穏やかな静穏域として選定された海域において、組立用架
台上でタワー、ナセル及びブレードからなる洋上風力発電設備の上部
構造体の組立てを行う第１ステップと、
  前記組立用架台上で組み立てた前記上部構造体を、デッキ面に移動
式カウンターウエイト装置を設備したセミサブ型クレーンによって一
括で吊り上げて洋上風力発電設備の建造場所まで運搬する第２ステッ
プと、
  岸壁で浮体全部の組み立てを行った後、完成した浮体を半潜水型ス
パッド台船によって洋上風力発電設備の建造場所まで運搬し、浮体を
洋上にフロートオフさせたならば、係留索を取り付けて浮体を起立状
態で保持する第３ステップと、
  前記セミサブ型クレーンによって前記上部構造体を吊り上げた状態
のまま前記浮体の上部に連結して洋上風力発電設備を完成させる第４
ステップとからなるスパー型洋上風力発電設備の建造方法。
【請求項２】前記浮体はコンクリートリングを複数段積み上げ、各
コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図ったコンクリ
ート製浮体部と、このコンクリート製浮体部の上側に連設された鋼製
浮体部とからなるスパー型浮体又はコンクリートリングを複数段積み
上げ、各コンクリートリングをＰＣ鋼材により緊結し一体化を図った
コンクリート製浮体からなるスパー型浮体とされる請求項１記載のス
パー型洋上風力発電設備の建造方法。
【請求項３】前記組立用架台として、ＳＥＰ式台船、モノパイル基
礎、ジャケット基礎又はケーソン基礎を用いる請求項１記載のスパー
型洋上風力発電設備の建造方法。
【請求項４】前記移動式カウンターウエイト装置は、ウエイトの下
面に走行部を設けることにより任意方向に移動可能とし、四隅又は三
隅、或いは前記ウエイトを跨いだ前後部にウインチを配置し、ウイン
チから繰り出したワイヤーをウエイトに連結し、前記ウインチの操作
によって前記ウエイトを所定の位置に移動制御するようにした装置と
される請求項１記載のスパー型洋上風力発電設備の建造方法。
【発明の効果】【００２１】
  以上詳説のとおり本発明によれば、スパー型洋上風力発電設備の上
部構造体を一括施工で組立てすることにより建造の効率化を図るとと
もに、施工に用いるセミサブ型クレーンは特に重量物を吊り下げた際
の動揺を抑えて安定的に作業を行い得るようになる。
【図面の簡単な説明】【００２２】
【図１】スパー型洋上風力発電設備１の全体図である。

【図２】浮体４の縦断面図である。

【図３】プレキャスト筒状体１５を示す、(A)は縦断面図、(B)は平面
図(B-B線矢視図)、(C)は底面図(C-C線矢視図)である。

【図４】プレキャスト筒状体１５同士の緊結要領図(A)(B)である。

【図５】コンクリート製浮体部４Ａと鋼製浮体部４Ｂとの境界部を示
す拡大縦断面図である。

【図６】本発明に係るセミサブ型クレーン２を示す、(A)は側面図、
(B)はその平面図である。

【図７】移動式カウンターウエイト装置３の他例を示す平面図である。

【図８】移動式カウンターウエイト装置３の更に他例を示す平面図である。

【図９】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（その
１）である。

【図１０】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の２）である。

【図１１】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の３）である。

【図１２】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の４）である。

【図１３】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の５）である。

【図１４】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の６）である。
【
【図１５】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の７）である。

【図１６】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の８）である。
【図１７】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の９）である。

【図１８】本発明に係るスパー型洋上風力発電設備１の建造手順（そ
の１０）である。

【図１９】組立用架台１３の他例を示す上部構造体の組立要領図である。

【図２０】組立用架台１３の他例を示す上部構造体の組立要領図である。

【図２１】組立用架台１３の他例を示す上部構造体の組立要領図である。

【図２２】従来の浮体建造方法を示すフロー図である。

【図２３】特許文献２における大型起重機船７０による一括施工要領
図である

【発明の詳細な説明】
洋上に設置される浮体式風車は、水面に浮かぶように浮力を発生させ
る浮体と、この浮体に設置された風力発電装置と、浮体を係留するた
めの係留索等を備えている。浮体構造の一例として、本発明者等は、
風力発電装置が設置される１本の第１コラムと、２本の第３コラムと、
第１コラム部と２本の第２コラム部間を夫々接続する２つの中空のロ
ワーハルと、を備え、２つのロワーハルが梁部材によって接続された
構成を有し、潮流や海流から受ける力に対して浮体に発生する抗力を
抑制可能な浮体を提案している（特許文献１）。
【特許文献１】国際公開第２０２２／００４６９０号
【発明が解決しようとする課題】
最近の浮体式風力発電装置は、浮体式風車の超大型化に伴い　浮体式
風車に発生するヨー運動（浮体の重心を中心とした垂直線回りの回転
運動）のうち、長周期のヨー運動が過大となる傾向にある。発電時に
長周期のヨー運動が発生すると、幾何学的にロータの向きを風向きに
対して最適化できなくなるため、発電量が低下すると共に、ロータの
ヨー角度を調整するヨー駆動装置やタワーに加わる負荷が増大し、さ
らには、暴風時などにおいて浮体式風車を係留する係留索に加わる最
大係留力が増大するという問題がある。そのため、浮体式風車を構成
する構造物の疲労寿命を低下させるという問題がある。本開示は、上
述する事情に鑑み、浮体式風車に発生するヨー方向の長周期変位を低
減することを目的とする。

図2.ヨー角抑制機構を備える浮体の平面図

図3.一実施形態に係るヨー角制御部のブロック線図

図4　実施形態に係るヨー角制御部の制御ステップを示すフロー図

図5.一実施形態に係るヨー角制御部のブロック線図

図６一実施形態に係るヨー角抑制機構を備える浮体の平面図

2️⃣特開2025-016390　浮体式張力脚プラットフォームの輸送及び設
置を目的とした浮体構造　ブルーウォーター・エナジー・サービスィ
ズ・ベー・フェー
【要約】下図2のごとく、浮体構造１は、その浮力を変化させるための
制御可能なバラストタンク６、６’と、脚部３に係合し、輸送及び設置
中にそれを必要な喫水に維持するための係合手段９とを備え、浮体構
造は、各脚部に水平に隣接して位置するよう意図された多数の浮体構
造部品を備え、浮体構造部品は、脚部に設けられた被係合手段に係合
するための係合手段９を備え、それによって、脚部に並んで水平に位
置する浮体構造の作動姿勢において、係合手段は、上向きの浮力に対
向する下向きの力で被係合手段に負荷をかけることができ、係合手段
はさらに、脚部の一部が海面より上の高さに位置する場合でも、被係
合手段に係合することができるように配置される。

図2　同様に、風力タービンを備えたＴＬＰに連結された浮体構造の
一実施形態の斜視図
【符号の説明】【００８３】
１  浮体構造、２  浮体式張力脚プラットフォーム、３  脚部、４  タワ
ー、５  風力タービン、６  バラストタンク、６’  バラストタンク、
７  連結梁、８  足部、９  カム、１０  凹部、１１  構造、１２  物体、
設備、１３  クレーン、１４  部材、１５  係止部材、１６  解放可能な
係止部材、１６’  第１の端部、１６”  第２の端部、１７  テンドン、１
８  ウインチ、１９  ダンプ弁、Ｒ  回転、Ｖ  垂直方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】中央点（４）から放射状に延びる複数の脚部（３）を
有する浮体式張力脚プラットフォーム（ＴＬＰ）（２）の輸送及び設
置のための浮体構造（１）であって、
  前記浮体構造は、制御可能なバラストタンク（６、６’）であって、
前記バラストタンクの浮力を変化させるための、バラストタンクと、
前記ＴＬＰの前記脚部（３）に係合し、輸送及び設置中に前記ＴＬＰ
を必要な喫水に維持するための係合手段（９）と,を備え、
  前記浮体構造は、前記ＴＬＰの各前記脚部（３）に水平に隣接して
位置するための複数の浮体構造部品を備え、
  前記浮体構造部品は、前記ＴＬＰ（２）の前記脚部（３）に設けら
れた被係合手段に係合するための前記係合手段（９）を備え、それに
よって、前記浮体構造部品が前記ＴＬＰの前記脚部に並んで水平に位
置する前記浮体構造の作動姿勢において、前記係合手段は前記ＴＬＰ
の上向きの浮力に対向する下向きの力で前記被係合手段に負荷をかけ
ることができ、前記係合手段（９）はさらに、前記ＴＬＰの前記脚
部（３）の少なくとも一部が海面より上の高さに位置する場合でも、
前述の方法で前記被係合手段に係合することができるように配置され
る、浮体構造。
【請求項２】前記係合手段（９）には、前記係合手段と前記被係合
手段との間の接着性を向上させるための部材（１４）、または軟質材
料の部材が設けられる、請求項１に記載の浮体構造。
【請求項３】前記部材（１４）は真空パッドや磁石を含む、請求項
２に記載の浮体構造。
【請求項４】前記係合手段（９）を前記被係合手段に係止するための
係止ピンなどの係止部材（１５）が設けられる、請求項１に記載の浮
体構造。
【請求項５】前記被係合手段との予定境界面で、前記係合手段（９）
は、前記被係合手段に対して相補的な形状を有する、請求項１に記載
の浮体構造。
【請求項６】前記係合手段（９）は、前記ＴＬＰ（２）の前記脚部
（３）の上面に係合するように配置される、請求項１に記載の浮体構
造。
【請求項７】前記係合手段（９）は、前記被係合手段に係合するよ
うに配置され具体化された突出カムを備える、請求項１に記載の浮体
構造。
【請求項８】前記カム（９）は前記浮体構造（１）に対して静止姿
勢をとる、請求項７に記載の浮体構造。
【請求項９】前記カム（９）は、垂直方向（Ｖ）に直線的に、また
は、水平方向や垂直方向の回転（Ｒ）によって、前記浮体構造（１）
に対して移動可能である、請求項７に記載の浮体構造。
【請求項１０】前記カム（９）は、動作が制御または減衰された状
態で、移動可能である、請求項９に記載の浮体構造。
【請求項１１】前記係合手段（９）は、前浮体構造部品内に凹部（
１０）を備える、請求項１に記載の浮体構造。
【請求項１２】制御された状態で前記浮体構造（１）を前記ＴＬＰ
（２）から解放するための、解放可能な係止部材（１６）を備える解
放機構が設けられる、請求項１に記載の浮体構造。
【請求項１３】解放可能な前記係止部材（１６）は、ロープ、ケー
ブル、またはピストン－シリンダアセンブリを備え、前記係止部材の
第１の端部（１６’）は、解放可能な状態で前記浮体構造及び前記ＴＬ
Ｐの一方に取り付けられ、前記係止部材の第２の端部（１６”）は、
前記浮体構造及び前記ＴＬＰの他方に取り付けられ、その前記第１の
端部と前記第２の端部との間の距離を制御し得る、請求項１２に記載
の浮体構造。
【請求項１４】バラスト水を迅速に排出するための１以上のダンプ
弁（１９）などの、前記浮体構造（１）と前記ＴＬＰ（２）との間の
迅速な解放を保証するための手段が設けられる、請求項１に記載の浮
体構造。
【請求項１５】前記浮体構造は、連結梁（７）によって連結された
多数の離間した柱状バラストタンク（６、６’）を備え、前記係合手
段（９）は前記バラストタンクに設けられる、請求項１に記載の浮体
構造。
【請求項１６】前記バラストタンク（６、６’）それぞれの底部に、
前記バラストタンクの残りの部分よりも大きな水平断面を有する足部
（８）が設けられる、請求項１５に記載の浮体構造。
【請求項１７】三角形状に配置された３つの前記バラストタンク（
６、６’）を備え、前記三角形状の頂部に第１の前記バラストタンク
（６’）があり、前記三角形状の隣接する角部に２つの前記バラスト
タンク（６）があり、前記２つバラストタンクそれぞれが連結梁（７）
によって前記第１のバラストタンクに連結される、３本脚の前記ＴＬＰ
（２）と共に使用することを意図した、請求項１５に記載の浮体構造。
【請求項１８】前記バラストタンク（６、６’）及び前記連結梁（７）
は互いに切離し可能である、請求項１５に記載の浮体構造。

3️⃣特開2024-139150 半潜水浮体式基礎および半潜水浮体式基礎の構
築方法　大成建設株式会社
【要約】下図2のごとく、風車１１の支柱１２を支持するセンターカラ
ム３と、センターカラム３から間隔をあけて配設された３本のサイド
カラム４，４，４と、センターカラム３とサイドカラム４とを接続す
るビーム５とを備える風力発電施設の半潜水浮体式基礎２である。セ
ンターカラム３は、鋼製のスラブ３１と、スラブ３１に立設された円
筒状の本体部３２とを備えている。ビーム５は、ビーム用ＰＣ鋼材５１
が配設されたプレストレスコンクリート製である。スラブ３１は、底
面に設けられたスラブ用底鋼板３３と、上面に設けられたスラブ用上
鋼板３４と、ビーム５との接合部に設けられたビーム用ＰＣ鋼材５１
を定着可能な定着用鋼材３５とを備えている。ＰＣ鋼材が錯綜する
ことを抑制して施工性の向上を図ることを可能とし、かつ、軽量化
を可能とした半潜水浮体式基礎と、この半潜水浮体式基礎の構築方法
を提案する。

【図２】本発明の実施形態に係る半潜水浮体式基礎を示す図であっ
て、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【符号の説明】【００２４】
  １    洋上風力発電施設１１  風車１２  支柱２    半潜水浮体式基礎
  ３    センターカラム３１  スラブ３２  本体部３３  スラブ用底鋼板
  ３４  スラブ用上鋼板３５  定着用鋼材３６  側壁鋼鈑３７  骨部材
  ３８  つなぎ材４    サイドカラム４１  サイドカラムスラブ
  ４２  サイドカラム本体部５    ビーム５１  ビーム用ＰＣ鋼材
  ５２  係止部材５３  ビーム用セグメント
【発明の効果】【００１０】
  本発明の半潜水浮体式基礎とこの半潜水浮体式基礎の構築方法によ
れば、ＰＣ鋼材が錯綜することを抑制して施工性の向上を図ることを
可能とし、かつ、軽量化が可能となる。

🪄技術課題は、大きく3つ、⓵伝送ケーブルのスリム化、②回転翼と
の表面形状・材質の改良による最適表面設計、⓷超伝導モータ開発が
残る。一旦テーマを離れる。

📌ファンデルワールス圧縮　（参考：MoS₂）
実在気体と理想気体の差を表す指標に、圧縮率因子というのがあります。

で表される値なのですが、よく見てみると、理想気体の状態方程式の
物質量と同じ形をしている。理想気体では Z の値は圧力や温度を変え
ても常に一定の値を取る。一方、実在気体では、気体分子の体積や分
子間に働く分子間力の影響で Z の値は一定値からずれる。そして、ど
れくらい値がずれているかを見れば、その実在気体が理想気体からど
れくらいずれているかということが分かる。実在気体が理想気体と異
なるのは、分子間力が働くこと、分子の体積が無視できない事でした。
この違いのうち、分子間力は気体の体積を小さくするという影響を及
ぼす。同じ温度、同じ圧力の時、分子間力が働く実在気体では、気体
同士がひきつけあうため、気体全体の体積が理想気体より小さくなっ
てしまう。次に、気体分子の体積は、気体の体積を大きくするとい
う影響を及ぼす。同じ温度、同じ圧力のとき、分子の大きさの分だけ、
気体全体の体積は理想気体より実在気体の方が大きくなる。正反対の
影響を及ぼすこの二つの要因のどちらが強く働くかは、気体の圧力や
体積、そして温度などによって決まる。まず、同じ温度での気体の圧
力（体積）に着目する。

低圧（体積が大きい）場合、上図のようなイメージをしてもらえばわ
かるが、気体の大きさはそれほど問題にはなりません。例えば、もの
すごく広いスペース、例えば校庭に10人の人が居たとしても、お互い
の体積（一人一人が占めるスペース）は気にならない。ですから、こ
の場合は、気体分子の大きさよりも分子間に働く分子間力の影響の方
が大きくなる。では、高圧（体積が小さい）場合は、今度はお互いの
体積の影響が大きくなる。あなたの部屋に10人の人間がもしいたら、
お互いの体積が気になり。10人入っても大丈夫という大きな部屋に住
んでいる人もいるかもしれないが、普通は無理ですね。ぎゅうぎゅう
詰めになってしまう。

では、圧力に対する実在気体の Z の値について考えてみる。
一定温度で実在気体の Z の値を、横軸に P を取ってグラフを描くと、
下図のようになる。比較的圧力の小さい場所では理想気体より小さく
圧力の大きいところでは理想気体より大きくなっている。

それでは、これが何を意味しているのか考えてみる。今、T は一定で
すがVとPとZの3つの変数が存在している。3 変数では良く分かりませ
んので、Pを固定して考えることにし、低圧に着目。
そうすると、Zの値は理想気体より実在気体の方が小さくなっている。
これは何を表しているのか。
ですから、TとPを固定すると、Zの値はVのみによって決ま
る。従って、Zが小さいということは体積が小さいことを表す。高圧
のでは逆に、Zの値は実在気体の方が大きくなっている。つま
り、高圧では実在気体の方が体積が大きいことが分かる。

これらの結果は先ほど考察した結果と一致している。次に、気体の種
類による影響を考えよう。実在気体と理想気体の差は、気体の体積と
分子間力によるものなので、これらが大きいものほど理想気体から大
きくずれる。では、それはどのような気体かというと、分子量が大き
くて極性のある気体である。

分子間力は分子量が大きくて極性の大きなものほど大きいし、体積は
分子量の大きいものほど大きくなるのは当然。実際、（分子量
17、極性あり）、（分子量16。極性なし）、（分子量2、
極性なし）のZ-P曲線は上図のようになる。が最も大きくずれて
いて、が最もずれていないことがわかる。次に、温度に対する変
化を考えると、同じ圧力で温度が大きいとどうなるか。気体の状態方
程式に従うのであれば、
ですから、温度が高いほどVは大きくなります。体積が大
きいほど気体分子そのものの大きさの影響は小さくなるから、温度が
高いほど理想気体に近づく。また、温度が高くなって分子の運動が激
しくなると、分子間力による影響も小さくなります。感覚的ですが、
ものすごく速く動いている物体に少々の力を加えてもその運動はなか
なか変化しないが、ゆっくり動いている物体には少し力を加えるだけ
で運動を変化させられる。というくらいで理解しておけば大丈夫。
温度を変えてZ-P曲線を描くと下図のようになる。温度が高くなるほど
理想気体に近づくことがわかる。

以上の事から、理想気体に近い実在気体というのは、①圧力が低く（
体積が大きく）②温度が高く③分子量が小さくて極性がない気体。理
想気体の状態方程式はPV=nRTで表される。ここで、n、Rは定数。T
は実在気体でも理想気体でも変わりませんから、右辺には何も補正を
する必要はない。

1）Pに対する補正：Pに対する補正を考えよう。実在気体は分子間に
分子間力が働いている。そのため、壁に衝突しようとするとき、周り
の分子から分子間力によるブレーキを掛けられて、その分、圧力は理
想気体より小さくなります。この大きさは
（aは気体の種類による定数）と表す。従って、実在気体の圧力
がだとすると、これが理想気体だった場合の圧力は　
と表すことができる。（実在気体の方が圧力が小さいので、その分を
加えればいい。

2）Vに対する補正
Vに対する補正を考える。実在気体は分子の体積の分だけ体積が大きく
なっています。この大きさはb（bは気体の種類による定数）と表すこ
とができる。従って、実在気体の体積をだとすると、これが理想
気体だった場合の体積は、と表すことができる。（実在気体
の方が体積が大きいので、その分を引けばよいのです。）この補正を
行うと、理想気体の状態方程式は、次のように書くことができる。
の式をファンデルワールスの式と言う。

　　　　
　　　　　　　　
●　今日の言葉：

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

エネルギーと環境 183

2025年03月19日 | ネオコンバ－テック

彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。

【季語と短歌：３月１8日】

　　　　　　　春時雨激しい雨よボブ・ディラン　

　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）　

🪄昨年、開始した来週歌会（＠彦根）も夏に歌会を開催しましたが
今年も、日は有りませんが、4月3日から6日あたりで再開しませんか。
花見を午前中行い、昼食をながらでどうでしょうか。各自、自由詩・
俳句・短歌（各自・十首）をもちよりおこないたいと思います。参加
希望者は連絡ください。
PS.一期一会が背中に張り付いた年齢となりました。会場は「銀水」で
駅近くで11時30分～2時30分（朝早くの城下花見に2時間程度散策して
からと考えています。　　　　　　　　　　　　　　　　　　敬具

作品二十首
いのちの発酵期　　　　　　　　高野公彦　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
一つ東に昇り陽が一つ西に沈みて今日物言はず
離郷して六十四年かマンシ’ンの五階湯舟に浸りて一人
形代に寂しさ書きて流すごと夜々に楽しく飲む独り酒
みんみんが炎暑列島北上し津軽の木々に鳴くとふ今朝
　　日本測量のために伊能忠敬が歩いた歩数は、約四千万歩だとか。
忠敬の四千万歩思ひつつけふ公彦の歩きし千歩
プーチンを憂しと恥しと思へとも引き留め兼ねて歌を詠むのみ
柔和なる埴輪の顔は〈雷神よ戦やめて〉と言ふごとく見ゆ
歌詠むはいのちの証し歌に詠めば憂ひも淡き喜びとなる
魔界から〈むくりこくり〉が来ぬようにみそひと文字の韻すまう
短歌誌の投稿歌の選楽しけれ秀歌、凡歌に混じる奇歌あり
バイオリンの弦をネギもて弾くやうな素朴な歌に時折り出会ふ
隠りつつ覚めつつ歌を推敲し朝床に〈隠蔽〉を楽しむ
　　　　落語「三十石」に、〈食らはんか舟〉が出てくる。
枚方の食らはんか舟愉快なりわが乗る舟は詠はんか舟
ここだけの話、と言ひで話し出す人の話をうはの空で聞く
ガザの惨見て言葉絶ゆ戦前の空気を四年ほど吸ひしわれ
受験生寝多煮矢夫はも趣味の欄「殺戮です」と記したりしか
木簡で九九暗記せし倭の子らを思へばガザの子らの哀しき
QＲコード世間に温れをり老人などは無用と言ふがに
遠々し高校時代部活にて平行棒に倒立せし我
老年はいのちの発酵する時期か立居、言の葉しづけき翁
-------------------------------------------------------------
たかの・きみひこ－１り４１年愛媛県長浜町出身。［コスモス」発行
人。朝日歌壇選者。82年の短歌研究賞ほか多数の賞を受賞。歌集『水
苑』（迢空賞・詩散文学館賞）、『流木』（読売文学賞）、『水の自
画像』　著作『明月記を読む』（現代短歌大賞）など多数。

コピー用紙の100万分の1 中国の科学者が金属を極限の薄さに

✳️コピー用紙の100万分の薄膜金属作製
　系統的格子ひずみの導入による二硫化モリブデン
　ナノシートの仕事関数変調⓶

(002)平面(c軸)のピークは低い角度にシフトし、照射されたMoS₂に面
外膨張がわずかであっても存在することを示すナノシート。MoS₂の
原子平面の間隔ナノシートはブラッグの法則を使用して計算できる³⁴

(2)

ここで、「d」は原子平面の間隔、θはブラッグ角、λは入射X線の波長、
nは回折次数。(002)の計算された「d」値(0.598 nm)は、元のMoS₂
と比較して、照射されたサンプルの方が大きくなります(0.594 nm)。
(002)平面のd値が大きいほど、照射されたサンプルの[001]方向に沿
った引張ひずみの存在を表しす³⁴.

MoSの2θシフトを記録することにより₂(002)フルエンスの関数とし
てのピークと対応するd間隔を計算すると、全弾性ひずみは、FWHM(B)
と格子ひずみ(ε)の間の次の関係から計算された³⁵,

(3)

ここで、θ はブラッグの回折角です。MoS₂では面内ひずみを見つけ
ることはできない。ナノシートは、XRDには(002)面を除いてこの面
に対応するピークが存在しないためです(図2)。
したがって、XRD測定とラマン測定から得られた結果を、MoS₂の面外
ひずみのみについて比較しましたSHI照射により誘起されるナノシート。
これら 2 つの方法の結果は、表 1 に示すように、互いに驚くほど接近
している。
表1 原始MoSと照射MoSの面外ひずみの比較₂ラマンおよびXRD技術
から得られたナノシート

SHI相互作用のメカニズム
MoS₂における欠陥発生メカニズム₂SHI照射によるナノシートについて
検討が必要。物質を通過する高エネルギーイオンは、核エネルギー損
失(S_n)と電子エネルギー損失(S_e)¹⁹.S の値_e、S_nMoS2の100MeV Ag
イオン照射の範囲(R)モンテカルロシミュレーション(SRIM 2008)を
用いて計算したナノシートは、それぞれ17.26 keV/nm、0.101 keV/nm、
9.60 μmであることがわかりました。イオンの相互作用により、上記
のイオンパラメータによっては、ターゲットに点欠陥、拡張欠陥、さ
らには潜在的なトラックが作成される可能性がある。Sのバリエーシ
ョン_eと S_nフルエンスは補足情報に記載されている(図1)。S1)。
keVエネルギー範囲では、主な核エネルギー損失はターゲット上の点
欠陥のみをもたらす。しかし、MeVエネルギー領域でイオンが入射し
た場合、エネルギーの大部分は電子励起プロセスによって失われる。
通常、クーロン爆発と熱スパイクモデルなどの2つの基本モデルを使
用して、イオンと物質との相互作用の初期と後半の部分を説明する³⁶.
クーロン爆発モデルに基づいて、イオン経路の周囲に横たわる原子の
半径方向のインパルスによる過剰エネルギーの緩和は、イオン軌道か
ら離れて+veイオンの外部への広がりを生じると予想される。これら
の原子運動は、イオントラックの周囲に半径方向に拡張可能な応力と
ひずみを生じさせる。熱スパイクモデルは、励起された電子システム
からターゲット原子へのエネルギー移動による過剰なエネルギーの緩
和を10⁻¹⁶のスパンで説明する。したがって、局所的な温度上昇とそ
れに続く電子から格子への熱伝達による局所的な熱化につながる10⁻¹⁴S
から 10⁻¹²s.高密度の電子励起と効率的な電子-フォノン結合により、
潜在軌道と呼ばれるイオン軌道の周囲に欠陥ゾーンを作り出すせる。
現状では、Sの値が高い_e(17.26 keV/nm)は、MoS₂ナノシートに拡張
欠陥や潜在トラックを生じることが予想される。観察されたXRD結果
から(図2)。4)MoS₂の完全なアモルファス化が期待できます5×10を
超える高フルエンスでの軌道に沿ったナノシート¹³ions.cm⁻².イオン
軌道を囲むアモルファイド領域は、通常、潜在軌道と呼ばれる。これ
らの潜在軌跡の半径は、ナノシートの任意の物理的特性のフルエンス
依存的な変動から推定することができる(補足情報、図1)。S2)。イオ
ン相互作用がMoS₂に及ぼす影響の概略図を図1に示す。
ナノシート上に垂直に入射するSHIビームは、照射された試料に円で
マークされた空孔などの欠陥を生成することが予想される。

図5. 便宜上、ナノシMo₂Sの概略図
上面図さまざまな空席の創出を示すSHI照射前後。ートとのイオン相
互作用の上面図のみ

SHI誘起欠陥は、酸化物ナノ材料の仕事関数(WF)に比例して影響を与
えることが報告されている¹⁹.同様の効果は、SHIを照射したMoS₂で
も期待できるナノシート。MoSのWFにおける修正ナノシートは、そ
の中のSHI誘起ひずみと相関させることができる。ひずみによるWF変
調をさらに説明するために、引張ひずみとフルエンスによるWFの両
方の変動を調査した。フルエンスによる欠陥誘起ひずみの変動により、
通常、材料のフェルミ準位は価電子帯または伝導帯のいずれかにシフ
ト³⁷.フェルミ準位のシフトの大きさは、SKPMを用いた接触表面電位
差(CPD)測定から推定される。CPD(V_CPDの) と WF は次のように表す
ことができるを示す^38、39。

ここで、ɸ_先端は参照 Au tip と ɸ の既知の WF 。_見本はサンプルのWF。
「e」は電荷。異なるフルエンスでのCPDマッピングを図に示す。

6.等高線マッピングは補足情報に記載されています(図2)。S3)。
フルエンスが増加すると、CPD値は減少し、対応するWFが増加。
手付かずのMoSで測定されたCPD値₂561mVであることがわかつた。
100 MeV Agイオンを照射した薄膜のCPD値は、フルエンスがから10
まで変化すると、313 mVから-381 mV×減少する¹¹5 × 10まで¹³ions.
cm⁻².式4を使用すると、WFは、照射されたすべてのMoSのイオンフ
ルエンスの増加とともに増加することがわかるナノシート。手付かず
のMoS₂のために₂4.53 eV と計算される。フルエンスを桁数で増加さ
せるため(5から10×¹¹ions.cm⁻²以降)、WF 値はそれぞれ 4.78 eV、
5.21 eV、5.48 eV 。

SKPM分析。(a)原始的および照射済みMoS₂の仕事関数マッピング100
MeV Agイオンビームによる異なるフルエンスでのナノシート (b) 5 ×
10¹¹、(c) 5 × 10¹²(d)5×10¹³ions.cm⁻².

格子ひずみ(面内および面外)と誘導WFの相関を観察するために、それ
らすべてをフルエンスに対してプロット。図 7a は、フルエンスによ
る WF と面外ひずみの変化を示しています。低フルエンスで最大5×
10¹²ions.cm⁻²、それらの両方が増加し、それを超えて、弛緩の兆候
を持つフルエンスを伴う面外ひずみの変動に偏差が発生します。変動
の違いは、WFと面外ひずみとの間に比例関係を確立することができ
なかった。フルエンスに対する仕事関数とプレーンな引張ひずみの変
化を図に示す。7bでは、両方ともフルエンスとともに増加する。フェ
ルミ準位がバランスバンドにシフトすることは、フルエンスによるW
Fの変動から予想される。

WFとフルエンス依存性ひずみの関係。フルエンスに関する(a)面外お
よび(b)面内引張ひずみとWFのバリエーション。(c)WFの面内ひずみ
への線形依存性。
図7cは、WFとMoSの面内ひずみとの間の決定的な相関を示す₂それら
の間に線形関係が存在することが判明した場合。これは、SHI照射後
に発生する欠陥が果たす役割と相関している可能性がある。欠陥によ
る引張ひずみにより、原子間の分離が増大し、軌道の重なりが小さく
なる。原子が互いに離れて移動すると、価電子バンドの最大の仕事関
数はより対称的な形状になり、結晶が引き伸ばされるにつれて、価電
子バンドの最大の位置はK点からM点に変化します³⁷.これにより、価
幅とフェルミエネルギー準位が減少し、MoS₂ナの仕事関数が増加し
ますノシート。

結論として、MoS₂の表面電子特性を調整するための100MeVAgイオン
ビームを使用した制御された引張ひずみの導入ナノシートが実証され
た。ラマンとXRDの結果は、その事実を裏付けている。面内面と面外
面に沿った引張ひずみの変動の違いは、a-b面とc軸に沿ったMo-S結
合の性質に依存する場合がある。XRDの結果は、MoS₂の潜在トラッ
クの完全なアモルファス化を示しています高フルエンスのナノシート。
MoS₂の作業関数の変更誘導引張ひずみの結果として、走査型ケルビ
ンプローブ顕微鏡を使用した接触電位差測定から推定される。MoS₂の作業機能ナノシートは、基底面に沿った引張ひずみに線形に依存す
ることがわかっています。私たちの結果は、SHI照射による格子ひず
みの改変が、MoS₂のバンド構造を効率的に設計する方法を提供する
ことを示唆.この論文で報告された結果は、MoS₂の電子アプリケーシ
ョンのさらなる開発に関連していますデバイスのモデリングにも対応
できます。この作業は、MoS₂の仕事関数のひずみ誘起修正のための
DFT計算の道を開くものでもありますナノシート。

メソッド
バルクMoS₂粉末(Sigma-Aldrich)をDMF(Sigma-Aldrich)溶媒に0.5 m
g/mLの濃度で溶解した。溶液を超音波浴中で6時間超音波処理した。
浴超音波処理プロセス中に、ソルボ動的力による圧力および温度の上
昇が起こる。これらの力は、2D層間のファンデルワールス力を克服す
ることができるため、バルクMoSから層が徐々に剥離します₂.超音波
処理後、懸濁液を1000rpmで15分間遠心分離し、さらなる処理のため
の上清を得た。溶液は、シリコン基板上にドロップキャストされた。
その後、サンプルを153°Cで1時間アニールして溶媒を蒸発した。次に、
サンプルに100 MeV Agイオンを異なるフルエンス(5 × 10¹¹)で照射
した。5×10¹²、5×10¹³ions.cm⁻²)ニューデリーのIUACにある16 M
Vペレトロン加速器を使用して。イオン照射は、正常発生時および室
温で行った。照射室内の圧力は10⁻⁶ions/s) ル程度であった。平均イ
オン電流は2粒子ナノアンペア(1pnA = 6.25 × 10i)に維持された。イ
オンビームを磁気的にスキャンし、試料表面全体を均一に照射した。
イオンビームの範囲は~9.6ミクロンで、ナノシートの厚さよりもはる
かに大きいため、ナノシート上に銀イオンが注入される可能性を回避
できる。

材料特性評価

手付かずのナノシートとSHIを照射したナノシートは、X線回折(XRD)、
電界放出型走査型電子顕微鏡(FESEM)、ラマン分光法、および走査型
ケルビンプローブ顕微鏡(SKPM)によってそれぞれ特徴付けられ、構
造、形態学的、光学的、表面電子的研究が行われました。XRD測定は、
CuKα放射(1.54 Å)でセットアップされたPANalytical X'pert proで行
われた。FESEM画像は、Tescan Model LYRA 3 XMUを使用して撮影
した。ラマン分光測定は、励起波長532 nmのWiTec Model alpha 300
を用いて行った。プリスティンおよびSHI照射MoSの仕事関数は、英
国のKP TechnologyからSKPMを使用して取得した。また、懸濁した
MoS₂に対し、ナノシート(TEMグリッド上)をSi基板上に堆積させる前
に透過型電子顕微鏡(TEM, JEOL 2100 F)で研究した。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　この項了　

✳️　コピー用紙の100万分の1 中国の科学者が金属を極限の薄さに
（公開日：2025年3月18日　AFP BB News via　CGTN Japanese）

✳️　参考論文：半導体ナノシートの「二硫化モリブデン」を自己組
織化ペプチドで修飾した高感度なナノシート・バイオセンサーを開発
東京工業大学（公開日：2023.05.12　CGTN Japanese）
📌　中国科学院物理研究所の張広宇研究員が率いる研究チームは、「二次元状態」の金
属をいかに得られるかという課題に対して、原子レベルの大きさで制御できるファンデル
ワールス圧縮法を進化させ、金属を溶解した上で、研究チームがすでに開発していた高品
質の単層原子二硫化モリブデンを使ったファンデルワールス圧縮法により、ビスマス、ス
ズ、鉛、インジウム、ガリウムなどの金属を原子レベルの極限まで薄くする装置を開発し
ました。　出来上がった「二次元金属」の厚さは普通のコピー用紙の100万分の1、すなわ
ち髪の毛1本の直径の20万分の1ぐらいです。1辺3メートルの立方体の金属塊を単層の原子
レベルの厚さにすれば、北京市全域を覆うほどの広さ（約1万6400平方キロ）になるとの
ことです。

✳️ 高機能水素発生触媒開発を目指した，二次元ナノ電子材料上の水
とイオンが織りなす分子環境の可視化天野技術研究社
　（公開日：2024年12月1日）

✳️📌　このシリーズは「エネルギーと環境」言い換えると「D&GX」
あるいは「DGBX」。1988年の常温核融合騒動⏭️ネオコンバーテッ
ク構想⏭️技術的特異点(singularity）の真っただ中に立ち、疲労困憊
にいる。

⛑️　患者ごとの「オーダーメイドｉＰＳ細胞」を
　　　　　　　　　　　　　　　　全自動作成4月始動

患者一人ひとりの血液からオーダーメイドのｉＰＳ細胞（人工多能性
幹細胞）を全自動で作る京都大ｉＰＳ細胞研究財団（理事長＝山中伸
弥・京都大教授）のプロジェクトが４月、大阪市北区にある最先端医
療の国際拠点「中之島クロス」で始動する。年内にも大学や企業に試
験的に細胞の提供を始め、将来は年間１０００人分の作製を目指す。
山中教授は２０１９年に「ｍｙ　ｉＰＳプロジェクト」を提唱。「み
かん箱くらいの密閉された装置の中で、ｉＰＳ細胞を全自動で作れる
ようにする」と構想を語った。その後、国内外の企業と研究を進め、
装置がみかん箱より一回り大きい点を除けば、ほぼ実現可能な段階に
きたという。（読売新聞 2015年3月17日）

　　　　『John Denver - Sunshine On My Shoulders』

　　　　『BOB DYLAN A Hard Rain’s A-Gonna Fall (1963)』

●　今日の言葉：

　　　　　　　春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。
　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

エネルギーと環境 182

2025年03月18日 | ネオコンバ－テック

彦根藩の当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる招き猫と井伊軍団のシンボルとも言える赤備え（戦国時
代の井伊軍団編成の一種、あらゆる武具を朱りにした部隊編成のこと
）と兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ－。
　　　　　　　　　　　　　　　　
【季語と短歌：３月１８日】

　　　　　　　　　春光の射す老眼と町並みに　

　　　　　　　　　　　　　　　　　高山　宇（赤鬼）

2050年の完全脱炭素化、いわゆる「カーボンニュートラル」の方針を
堅持している日本では、再生可能エネルギーと原発を最大限推進する
計画を打ち出している。今年2月に閣議決定したエネルギー基本計画
では、再エネの電源構成比率を40年度に現在の約2倍の4～5割に高め
る計画だが、風力発電は1％から4～8％に大幅に引き上げる。洋上風
力については3000万～4500万キロワット分を確保する目標を立てて
いる。現在の主流は海底に土台を固定し、その上に風車を建設する「
着床式」だが、適地となる浅瀬が少ない。そこで、風車を沖合の洋上
に浮かべる「浮体式」の発電システムの開発が進められている。政府
は3月、浮体式の拡大のため、これまで領海内に限っていた風車の設
置を、排他的経済水域（EEZ）に広げることを閣議決定。
浮体式は、発電コスト低減や大量生産に向けた技術開発など、商用化
に向けた課題が山積する。昨年には国内企業が基盤技術の共同開発を
行う技術研究組合が設立された。官民をあげて、30年代の浮体式の本
格的な普及を目指す。浮体式は欧米で研究が先行するものの、構造物
やケーブルなどの国際的な共通規格は現時点で定まっていない。規格
づくりで日本勢がリードできるかが国際競争力を高めるポイントとな
る。

🪄浮体式風力にしろ、『温暖化防止政策投資（未来国債発行など）』
　を怠ったため、先進技術を潰していることを識るわたし（たち）環
　境派は、首を傾げ肩を窄めるほかない。そして、散々二酸化炭素な
　どの大気汚染している中国は原子力発電建設推進を行っている有様。
トランプメガ大統領制、旧ヨセフ三兄弟赤色専制国に対抗でＥＵの
　マクロン大統領も核拡散を言い出している（フランスは岩盤が安定）。
　ここは冷静に対処することを祈る。
※　紙面の都合、最新の浮体型風力発電技術事例は次回掲載する。

平成31年度(2019年)に、県は安土城の魅力をより多くの方々へ届ける
ため「幻の安土城」復元プロジェクトをスタートさせ、そして完成し
た築城当時の安土城を再現した高精細なＣＧ映像は、上映シアターと
して改修された第一常設展示室にて披露された。県立安土城考古博物
館では、展示リニューアルのため第一常設展示室を閉鎖していました
が、令和7年3月18日(火)からリニューアルオープンされている。

✳️ リニューアルの概要
「幻の安土城」復元プロジェクトの一環として、安土城考古博物館を、
安土城・信長・戦国の魅力発信拠点とするためのリニューアルを行う。
最新の研究成果をもとに、デジタル技術を活用して当時の姿を復元す
るため、展示室内に天主と同じ八角形のシアターを設置して、高精細
フルCGで幻の安土城の姿を再現し、安土城築城の意義を信長自らが語
るドラマ仕立ての映像コンテンツ(約15分)を上映する。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　
Alessandro Valignano

・映像タイトル:「織田信長と安土城～宣教師ヴァリニャーノが見た天
下人の城～」
・インターネットにより来館希望日時が指定できる事前予約システム
を導入し、オンライン決済も可能となります。（予約なしでの来場も
受け付けますが、事前に予約した方が優先となります。また、予約は
来館日の1か月前から可能となります。）
・インターネットでの事前予約は、2月18日(火)午前10時から受付開
始の予定です。（改めて御案内いたします。）

（左）Fe₃O₄のスピネル型結晶構造と正四面体サイトへのEuの導入（
右）正四面体サイトのFeをEuで置換したときのスピンの配列。Euと正
八面体サイトのFeのスピンが強磁性的に結合して磁化が増加する。

✳️　黒さびの飽和磁化を増大　希土類元素を添加
東京大学、高輝度光科学研究センタらの研究グループは、永久磁石の
「マグネタイト（Fe₃O₄）」に希土類元素を添加することで、飽和磁
化が増大することを実証したと発表。
【概要】本研究では、Fe₃O₄の単結晶薄膜の成長プロセスにおいて、
成膜速度を変化させることにより、Euの結晶中の分布の制御を試みた。
成膜速度が低い場合は、熱平衡状態を保ちながら反応が進行する従来
のバルク結晶成長の場合と同様に、空隙の大きな正八面体サイトに優
先的にEuが入りますが、成膜速度を極端に上げると、四面体サイトに
Euが入ることが分かつた。また、この正四面体のFeをEuで置換した薄
膜（Eu:Fe₃O₄薄膜）は、理論的に予測された通り、Fe₃O₄薄膜よりも
大きな飽和磁化を持つことが確認された（図1（a））。さらに、大型
放射光施設SPring-8 BL25SU（注5）での軟X線内殻吸収磁気円二色性
（XMCD）実験により、この正四面体サイトのEuと正八面体サイトの
Feの電子スピンが強磁性的に結合していることを明らかになつた（図1
（b））。一方、電気特性を調べたところ、Eu:Fe₃O₄薄膜はFe₃O₄薄膜
とほぼ同じ電気抵抗率を示すことが分かつた。これは、Euが添加され
ても、Fe₃O₄の主要な伝導機構である、八面体サイトのFe間の電子の
ホッピングが阻害されないことを示唆し、Eu:Fe₃O₄薄膜ではFe₃O₄薄
膜と同様に室温で異常ホール効果が観測された（図1（c））。これは、
伝導電子が室温で高いスピン分極率を持つことを示唆しており、スピ
ントロニクス応用のために重要かつ必須の特性が得られていることを
示する。

図1：Eu置換Fe₃O₄薄膜の（a）磁化の温度依存性、（b）軟X線内殻吸
収磁気円二色性の磁場依存性、（c）ホール抵抗率の磁場依存性。
以上の成果は、マグネタイト磁石の更なる高強度化や、マグネタイト
を用いた化学触媒やスピントロニクス素子の飛躍的な機能向上の実現
につながるものであり、さまざまな分野において極めて大きな波及効
果をもたらすものと期待される。
【掲載誌】
雑誌名：Small　DOI：10.1002/smll.202411133
題　名：Noncollinear Magnetism in Fe₃O₄ Induced via Site-Selective Rare-Earth
Substitution Boosting Its Saturation Magnetization

✳️注目の水素サプライチェーン、地域ぐるみで構築進む　　　
　 山梨県、播磨臨海地域、中部圏はこう取り組む

日本企業の水素など（水素、アンモニア、合成燃料、合成メタン）に
関する取り組みは供給側（製造、輸送・貯蔵）、利用側、それらを包
含するサプライチェーン構築に大別され、政府が2023年6月に改定し
た水素基本戦略（アンモニア、合成メタン、合成燃料などの水素化合
物を含む）の中で示した水素産業重点化戦略分野に沿って整理できる。
供給側の取り組みの一例としては、各社が受託している資源エネルギ
ー庁の水素等供給基盤整備事業の実現可能性調査（FS）がある。

図表3-1　水素等供給基盤整備事業の概要

（出所：資源エネルギー庁の資料［1］を基にインフラビジネスパートナーズが作成）

図表3-2　水素に関連する各社の取り組み事例

図表3-2　水素に関連する各社の取り組み事例

（出所：各社のニュースリリース（主に2023年4月～24年6月）［2］～［16］を基にイン
フラビジネスパートナーズが作成）
📌『グリーン・デジタル社会をつくるインフラ事業構築＆市場予測2025-2050』🛜

　　　　　　　　
急進展するグリーン・デジタル社会。　　　　　　
　　　　　　

　　　　　　　　　　　　

✳️　Intelが18A(1.8nm)プロセス半導体の初期生産開始
Intelは18A(1.8nm)プロセスでの半導体量産を2025年に開始する。新
たに、Intelのエンジニアリングマネージャーは、18Aプロセスの初期
生産に成功したことを報告。2024年8月に18Aの開発が順調に進んで
いることを発表し,18Aを採用した消費者向けプロセッサ「Panther
Lake」とサーバー向けプロセッサ「Clearwater Forest」の生産を2025
年に開始すると宣言。

18A

✳️コピー用紙の100万分の薄膜金属作製
　系統的格子ひずみの導入による二硫化モリブデン
　ナノシートの仕事関数変調
【要約】硫化モレブデン(MoS₂)などの2次元遷移金属ダイカルコゲナイ
ドの表面電子特性のチューニング)ナノシートは、ひずみに敏感なフ
レキシブル電子デバイスへの潜在的な応用について探求する価値があ
る。ここでは、MoS2で発生する引張ひずみ間の相関関係について説明
する迅速な重イオン照射中のナノシートとそれに対応する表面電子特
性の変化について調べる。透過型電子顕微鏡による事前の構造特性評
価により、化学的に剥離されたMoS₂ナノシートを100MeV Agイオン
をさまざまなフルエンスで照射し、制御された欠陥を作製した。欠陥
による組織的な引張ひずみの存在は、ラマン分光法とX線回折分析に
よって確認された。イオン照射による面内モードへの影響は、面外モ
ードよりも有意に高いことが観察されています。ナノシートの表面電
子特性の修飾に対する照射誘起面内ひずみの寄与を、走査型ケルビン
プローブ顕微鏡を用いた仕事関数測定により解析した。仕事関数の値
は、基底面に沿った引張ひずみに線形に比例することが観察され、フ
ルエンスを伴うフェルミ表面が価電子帯に向かって系統的にシフトし
ていることを示す。
【成果】懸濁したMoS2の結晶化度TEM試験からナノシート(TEMグリ
ッド上に置かれたもの)が確認されました。MoS2のTEM像ナノシート
を図1に示します。1(a)です。ナノシートの電子回折は、MoS2に存在
する平面の原子構造を示しています図の挿入図に示されているように。
1(a)です。MoS2の原子構造を示す高解像度TEM画像は、格子縞の明確
なビューが図に示されているところに示されている。1(b)。格子間隔
は0.283nmのオーダーで、これはMoS2の(100)平面に相当する.

原始および照射済みMoS2の形態学的研究.(a) MoS2のTEM像選択的領
域電子回折パターンを示すインセットナノシート (b) MoS2の平面間間
隔, (c,d) 原始的および照射されたMoS2ナノシートをそれぞれのFESE
M画像。

原始的で照射されたサンプルのラマンモード。MoSのラマンスペクト
ル₂(a)高周波領域と(b)低周波領域(欠陥誘起LAピークを示す)領域のナ
ノシート。
SRIM 2008モンテカルロシミュレーションを用いたMoS上の100MeV
抗原イオンのイオン当たりの空孔計算₂ターゲットは 10⁶であることが
わかる。[補足情報にSRIM計算用のパラメータが含まれている。照射
したMoS2の誘起欠陥密度の値SRIM計算に基づくイオンビームの異な
るフルエンスの下では、5.52×10です¹⁶ccあたり、5.52 × 10¹⁷CCあた
りおよび5.52×10¹⁸イオンフルエンスに対応するccあたり5×10¹¹、5
×10¹²と 5 × 10¹³イオン。それぞれ、センチメートル⁻²Eの位置¹_2グ
ラムと_1グラムピークは、図のフルエンスに対してどちらの場合もプロッ
ト3(a)でされている。手付かずのMoSと比較した場合₂ナノシート、
$E2g1">$ と A の両方に対する系統的な赤方偏移_1グラムモードはフルエン
スの増加とともに観察され、ピークシフトの大きさはフルエンスが高
いほど顕著になります。これは、結合長の伸張により原子間の有効力
が減少し、原子間の力定数が減少し、振動の周波数が減少するために
発生。このピークシフトの性質は、主な原因としての電荷移動の可能
性を排除し、引張ひずみの存在を指摘する^24、25フルエンスとの結合
長の増加につながります。MoS2のラマンスペクトルの進ひずみによ
るものは、図3 (b)に示すように、フルエンスによる全幅半値(FWHM)
の変化から調査される。ラマンスペクトルで観察されたピークのロー
レンツ近似は、FWHMを介して構造的無秩序に関する情報を提供し、
したがってひずみ関連の変動を示します。2つのピークの広がりは、
格子欠陥に起因する可能性のあるフルエンスの増加とともに観察され
た。

ラマンスペクトルの調査。(a) ${E}_{2g}^{1}$ と A の位置の変化と (b)
FWHM_1グラムフルエンスに関するモード。(c)面内ひずみおよび(d)異
なるフルエンスに対応するモードの位置の関数としての面外ひずみ、
(e)フルエンスによるひずみの変化。
ラマン活性フォノンモードのひずみ誘起シフトから、ラマン分光法を

用いてひずみを測定することができる。引張ひずみは、材料によって
一意に依存するGruneisenパラメータ(γ)で表すことができる。Gruneisen
パラメータは、微視的場の材料中の原子のラマンシフトに関連する注
目すべき物理量。²¹.ひずみは、次の式を使用して計算できる^21、26.

ここで、ω₀ωはそれぞれ初期波数とシフト波数です。γ$({E}_{2g}^{1})
$ = 0.21 および γ (A_1グラム) = 0.42^27、28.前に説明したように、${E}_
{2g}^{1}$ と A の両方です_1グラムMoS のモード₂イオンビーム照射の
フルエンスに非常に敏感です。私たちの場合、最大5.1cmの${E}_{2g}
^{1}$ピークシフトが観察されました⁻¹と_1グラム3.06 cm⁻¹のピークシ
フト5 × 10のフルエンスで¹³ions.cm⁻²手付かずのサンプルと比較す
ると。

図3c,dは、${E}_{2g}^{1}$とAの位置の変化に関連するひずみの変化
を示しています_1グラムSHI照射MoSの異なるフルエンスでのモード₂ナノシート。両方のピークの位置は、a軸とc軸に沿った引張ひずみの
変化を示す低い波数に向かって直線的にシフトします²⁹.引張ひずみ下
の面内モードは、a軸に沿って引き伸ばされ、主に同じ平面内のb軸に
沿って圧縮されます。これは、ファンデルワールス力が引張ひずみを
受けている間と同じように圧縮に抵抗するため、垂直面の面外モード
での圧縮を補償します²⁹.両方のAのひずみの変動_1グラムそして、フル
エンスの関数としての ${E}_{2g}^{1}$ モードを図にプロットします。
3(e)です。Aについては、_1グラムモードひずみは、可能な最大ひずみが
達成されるまでイオンフルエンスの関数として増加しており、その後、
部分的に緩和されます。イオン照射が面内ひずみ(${E}_{2g}^{1}$モー
ド)に及ぼす影響は、面外ひずみ(A)ひずみよりも有意に大きいことが分
かる。_1グラムモード)ひずみ。それらの大きさの差は、フルエンスとと
もに増加します。この違いは、面内 (E¹ _2グラム)モードには、基底面内
のMo原子とS原子の両方の振動が関与しますが、面外(A)_1グラム)モー
ドはS原子のみがc軸に沿って振動し、Mo原子は固定されたままであ
るため、Aになります_1グラムモードはインプレーンモードに比べて剛
性が高い。私たちのサンプルは、積み重ねられたMoS₂の数層ですナ
ノシートでは、ファンデルワールス相互作用がc軸に沿って一定の復元
力をより多く生成し、面外モードの緩やかな硬化を引き起こし、した
がって(A_1グラムモード)は、放射線による影響が少なくなります^30、31.
この結合の性質は、イオン照射によってこのシステムに誘発される欠
陥の種類に影響を与えます。電子線を照射すると、Vのような多くの
欠陥(主に空孔)が生じることが報告されています_s、V_S2、V_モス3、V_モ
ス6および S2_モーそれらの最大形成エネルギーは、MoS₂の基底面の原子
あたり15 eVであるため、などですナノシート³².したがって、100Me
V Agイオンビームは電子エネルギー損失が高い(S_e)は、MoS₂にこの種
の空孔と拡張欠陥を生成しますインプレーンモードにより、インプレ
ーンMo-Sボンドが拡張します。さらに、MoS上のイオンの正常な発
生率ナノシートは、MoS₂の面外方向ではなく、基底面に多くの欠陥
をもたらすと予想されるナノシート。それでも、高いS_e値は、Aの変
動の増加に反映される面外モードに沿っていくつかの欠陥を生成する
可能性があります_1グラムフルエンスのあるモードは、やがて5×10の
フルエンスを超えてリラックスします¹²ions.cm⁻²ここで、欠陥が重
なり始める(図2)。3e)。
イオンフルエンスによるひずみの変動で観察された結果を補強するた
めに、X線回折研究を使用してひずみの定量化も行われます。MoS₂の
原始および100MeVのAgイオン照射のXRDスペクトル異なるフルエン
スの薄膜を図1に示します。4. (002)平面の14.9°のピークは、MoS₂の
最も顕著なXRDピークですナノシート³³.SHIを照射した試料のX線回折
スペクトルに観察される変化は、MoSの元の結晶構造の乱れによるも
のです₂.この(002)ピーク(14.9°)は、フルエンスの増加とともに大幅に
減少し、フルエンスが5×10を超える完全なアモルファス化の発生を示
¹³ions.cm⁻².

※Work Function Modulation of Molybdenum Disulfide Nanosheets by Introducing
Systematic Lattice Strain

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　紙面の都合で次回につづく
●　今日の言葉：

　　　　　　　 春が来ても、鳥たちは姿を消し鳴き声も聞こえない。

　　　　　　　　　　　　　　春だというのに自然は沈黙している。

　　　　　　　　　　　　レイチェル・カーソン『沈黙の春』

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図5. 便宜上、ナノシMo₂Sの概略図
上面図さまざまな空席の創出を示すSHI照射前後。ートとのイオン相
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