吉野 彰 リチウム イオン 電池。 環境問題解決の一手？？ノーベル化学賞受賞・吉野彰さんのリチウムイオン電池とは

ノーベル化学賞に「リチウムイオン電池」開発の吉野彰さん NHK 赤かぶ

Page 1• 旭化成名誉フェローの吉野彰さんら3人が「リチウムイオン電池の開発」でノーベル化学賞を受賞されました。 おめでとうございます！研究者のみなさんの活躍が私たちの未来を切り拓いてくれているんだと改めて実感しました。 「未来を拓く」といえば、吉野さんはインタビューの中で「リチウムイオン電池によってモバイルIT社会が実現し、世界が変わった。 これからは電気自動車への応用も含めて、リチウムイオン電池は環境問題に対しての答えを出していく使命を帯びている」と話していました。 「電池」というのは理解できますし、電気自動車に使われているということはなんとなく想像できます。 ですがその実態は何なのかよくわからないという人も多いのではないでしょうか？ リチウムイオン電池って何？どんな会社がつくっているの？という疑問から、自動車とのつながり、それによる環境問題への影響について詳しくまとめました。 リチウムイオン電池と自動車の関係 リチウムイオン電池って何？ そもそも、電池って何なのでしょう？簡単に言うと「光、熱や化学反応を電気エネルギーに変えて放出する装置」です。 それでこの電池、大きく分けて1次電池と2次電池の2種類あるんです。 1次電池は使い捨ての電池。 乾電池がこれにあたります。 2次電池は充電ができる電池で、「蓄電池」「バッテリー」などとも呼ばれます。 リチウムイオン電池はデジタルカメラ、ノートパソコンやスマートフォン、そして電気自動車などに搭載されています。 もうおわかりですね？リチウムイオン電池は2次電池です。 電池というのは正極と負極の間での電子のやり取りで放電・充電しています。 これはリチウムイオン電池も同じ。 リチウムイオン電池には正極にコバルト酸リチウムが、負極に特殊な炭素材料が使われています。 負極材の炭素材料を開発したのが吉野さんです。 コバルト酸リチウムには「合成が簡単」「高い電圧を起こす」「寿命が長い」、炭素材料には「熱に強い」「小型化が可能」という特徴があります。 これらはそのままリチウムイオン電池の特徴でもあって、「小型・軽量で高い電圧を生み出す」というのがリチウムイオン電池の強みです。 現代のノートパソコンやスマートフォンが軽く、高性能なのもうなずけますね。 ちなみに1991年、世界で最初にリチウム電池を商品化・発売したのは「ソニー」で、初めて搭載された製品はビデオカメラです。 車載用リチウムイオン電池 そうしたデジタル機器や飛行機、人工衛星まで幅広く使われているリチウムイオン電池。 今後は電気自動車などでの利用が進むことでさらなる普及が予想されます。 民間の調査会社は、車の自動化によってリチウムイオン電池市場が一層大きくなると予測しています。 リチウムイオン電池の世界市場は2022年には7兆3,900億円まで拡大する見込みで、これは2017年と比較すると2. 3倍の値です。 ここまでの話でおわかりかもしれませんが、リチウムイオン電池は自動車と相性が良いのです。 エンジンに代わる車載用電池は、走行距離や安全性を左右する重要な部品。 「軽くて、パワーが出せて、熱に強くて安全」なリチウムイオン電池はそれにふさわしいんですね。 従来の2次電池（ハイブリッドカーに使われる「ニッケル水素電池」）と比較して2倍の電池容量と3倍の電圧を持つと言われています。 電気自動車の圧倒的な加速力はここから来ているんですね。 電気自動車はエンジンが必要ありません。 つまり、エンジンルームは存在しません。 そのため、スペースを有効活用できます。 この空いたスペースのため、電気自動車は居住性も高く、収納スペースも広くなります。 エンジンルームを全てトランクとして使用できるのでガソリン車と比べて収納スペースは2倍になります。 車載用リチウムイオン電池の会社 車載用リチウムイオン電池を製造する会社にはどのようなものがあるのでしょうか。

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テレ朝POST » リチウムイオン電池は何が革命だったのか？＜ノーベル化学賞・吉野彰氏インタビュー＞

リチウムイオン二次電池とは リチウムイオン電池とはリチウム化合物を電極に使う電池のこと。 プラス極とマイナス極の間をリチウムイオンが移動して電気を運びます。 二次電池とは充電して再利用可能な電池のことです。 リチウムイオン電池は、小さな電池に大量の電気を溜めることができます。 携帯電話のバッテリーに使われたのが最初。 その後、携帯パソコン、スマホ、携帯用の家電に使われました。 ドローンもリチウムイオン電池を使って動いています。 2009年以降は自動車のバッテリーとしても使われました。 リチウムイオン電池は大量の電気を貯めることができるので、大きな電力のいる自動車用の電池に使われたのです。 その後、ハイブリッド自動車、電気自動車のバッテリーに使われました。 大容量を生かして住宅用の電池としても期待されています。 はやぶさ２などの人工衛星のバッテリーに使われることもあります。 2020年登場予定の東海道新幹線の新型車両もリチウムイオン電池を搭載することが決まっています。 今までは小型でたくさんの電気が溜められる。 ということでリチウムイオン電池普及しました。 携帯電話、ノートパソコン、タブレット、スマホなどＩＴ社会を支えているのがリチウムイオン電池です。 電動工具や充電式の家電、カメラなどリチウムイオン電池で動いている家電製品も多いです。 医療機器などのバッテリーとしても使われています。 今後は電気自動車、住宅など大型のリチウム電池がさまざまなところで使われるようになりそうです。 リチウムイオン電池にはこのようなマークが付いています。 リサイクル法で回収することが決められているんですね。 ちなみに 名前は似ていますがボタン型のリチウム電池（ボタン電池）とは違います。 リチウム電池の歴史 1970年代。 ウィッティンガム氏が、プラス極にニ硫化チタン、マイナス極に金属リチウムを使った電池を開発。 リチウムは不安定なので実用化はできませんでした。 リチウムを使った最初の電池です。 1980年。 グッドイナフ氏と水島氏がプラス極にコバルト酸リチウムを使ったリチウムイオン電池の概念を論文発表しました。 1985年。 旭化成の吉野氏らがプラス極にコバルト酸リチウム、マイナス極に炭素材料を使った現在のリチウムイオン電池の原型を開発しました。 その後様々な企業が実用化を目指し改良を行いました。 1991年。 ソニーでは西美緒（にし よしお）氏らがリチウムイオン電池の商品化に成功。 ソニーはリチウムイオン電池を使った携帯電話を発売しました。 1993年。 エイ・ティーバッテリー（旭化成と東芝の合弁会社）がリチウムイオン電池を商品化。 1994年。 三洋電機がリチウムイオン電池を発売。 1995年。 Windows95発売。 ノートパソコンが普及しました。 リチウム電池の需要も急速に増えました。 2009年。 三菱自動車が電気自動車「i-MiEV」を発売。 リチウムイオン電池が電気自動車のバッテリーとして使われました。 その後、リチウムイオン電池は様々な場所で使われています。 吉野 彰（よしの あきら）氏とはどんな人？ 1948年。 大阪府吹田市生まれ。 1970年。 京都大学工学部卒。 1972年。 京都大学工学部大学院修士課終了。 同じ年。 旭化成に就職しました。 このころは化合物の新しい使いみちを探す研究をしていたそうです。 貼るとガラスが割れなくなるフィルムや燃えにくい断熱材の研究をしていました。 しかし商品化まではできませんでした。 1981年。 小型充電池の開発を始めます。 携帯用の家電に使うためのバッテリーが目標でした。 吉野氏は、グッドイナフ氏が開発していたコバルト酸リチウムを使った電池に注目。 プラス極はコバルト酸リチウムで決まりでしたが。 マイナス極をどうするのか世界の研究者が開発を行っていました。 吉野氏は白河英樹・筑波大教授（2000年ノーベル化学賞受賞）が開発した「ポリアセチレン」を電池のマイナス極に使えないか研究しました。 ポリアセチレンは金属ではありませんが電気を通す有機物です。 1985年。 旭化成が開発した炭素繊維（グラファイト）をマイナス極にすることで満足の行く性能の電池が生まれました。 普通は電極の素材には使わないポリアセチレンを使うという柔軟な発想が、炭素を使った電池の発明に繋がりました。 しかし当時は現代のようなモバイル社会ではなく最初はなかなか売れませんでした。 転機となったのはWindows95の発売だったといわれます。 ノートパソコンが一気に普及したのです。 旭化成ではイオン二次電池事業部長、電池材料事業開発室長を務めました。 退職後、顧問になりました。 2017年から名誉フェローになってます。 名城大学教授も務めています。 2005年には大阪大学で工学博士号を取得。 2014年。 アメリカのチャールズ・スターク・ドレイパー賞を受賞しました。 工学のノーベル賞といわれる世界的に権威のある賞です。 2018年。 日本国際賞を受賞しました。 フェローとは フェロー（Fellow）とは大学や研究所の研究員で特別な功績のあった人に与えられる称号のことです。 吉野氏とともに受賞した人 吉野氏はジョン・グッドイナフ氏、スタンリー・ウィッティンガム氏とともに受賞しました。 ジョン・グッドイナフ氏 1922年。 ドイツ生まれ。 1952年。 アメリカ・シカゴ大学で博士号（物理学）を取得。 ウェスチングハウス・エレクトリック社 米マサチューセッツ工科大学研究員 英オックスフォード大学教授をつとめました。 1986年からアメリカ・テキサス大学オースティン校の教授をしています。 現在97歳。 ウィッティンガム氏が開発していた金属リチウム電池にヒントを得てリチウム電池の開発を行いました。 1985年代にプラス極にコバルト酸リチウムを使用した繰り返し充電できる電池を開発。 論文を発表しました。 充電できるリチウムイオン電池の原型がこのとき誕生しました。 97歳は歴代ノーベル賞受賞者の中でも最高齢です。 スタンリー・ウィッティンガム氏 1941年。 イギリス生まれ。 1968年。 英オックスフォード大学で博士号（化学）を取得。 米スタンフォード大学博士研究員。 エクソン・リサーチ・アンド・エンジニアリング社で勤めた後。 2012年から米ニューヨーク州立大学ビンガムトン校の卓越教授になりました。 現在77歳。 ウィッティンガム氏は1970年代に金属リチウムを使った電池を開発。 リチウムを使った電池を最初に開発した人です。 吉野氏とともに受賞したジョン・グッドイナフ氏、スタンリー・ウィッティンガム氏は三人ともリチウム電池の開発を行った人です。 三人は共同開発したのではなく、それぞれ時期も場所も違うところで開発を行っています。 現代の社会を支えている技術 今の私達の社会はスマホやタブレット、携帯電話、ノートパソコン、携帯機器など、リチウムイオン電池で動いている製品で溢れています。 電気自動車や電気をためられる住宅など。 今後もリチウムイオン電池は社会の様々なところで使われるようです。 今回ノーベル賞を受賞したのは吉野彰氏、ジョン・グッドイナフ氏、スタンリー・ウィッティンガム氏。 でもリチウムイオン電池の開発・実用化にはソニーの西美緒氏など他にも様々な人が関わりました。 その中でもリチウムイオン電池の開発の歴史に残るような大きな功績をあげたのが吉野氏らノーベル賞受賞の３氏です。

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吉野彰さんノーベル賞受賞！「リチウムイオン電池」はどこがすごい？（西田 宗千佳）

Photo by iStock しかし、リチウムイオン二次電池がどのような電池なのか、なぜ「二次」という名称がつくのか、といった基本的なことが、意外に理解されていない印象がある。 また、きわめて身近な存在でありながら、じつはいくつかの気をつけるべきポイントがあることも、あまり知られていないのが実状だ。 「化学電池」と「物理電池」 まずは、電池の基本から振り返っておこう。 電池は、私たちの生活に欠かせないエネルギー供給源だ。 電力網がないところで使う電気機器にはもちろん必須だが、じつは電池には、非常に多様な種類があることをご存じだろうか。 ふだん、あまり意識することはないが、じつは私たちは、さまざまな電池をシーンに応じて使い分けて生活している。 電池はいちばん単純にいえば、「電気を供給するもの＝電源」だ。 そして、私たちが日常「電池」とよぶものは、基本的には「化学電池」の仲間に入る。 化学電池とは、物質の化学反応を利用して電気を生み出すものの総称であり、形状や素材によっていくつもの種類が存在する。 水素などから電気を取り出す「燃料電池」も化学電池の一種だが、電力を取り出すためのしくみが異なることから、一般的な電池とは区別されている。 他方、化学反応を使わない電池を「物理電池」とよぶ。 最も一般的な物理電池が「太陽電池」だ。 その他、複数の金属や半導体を使って熱を電力に変える「熱電池」や、放射性元素の原子核崩壊にともなうエネルギーを電力に変える「原子力電池」などが物理電池に分類される。

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