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最新量子熱電変換子技術Ⅲ

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                  離婁(りろう)篇    /    孟子   

                                    

       ※ 孟子の嫌がらせ: 公行子(斉の大臣)の子息が亡くなり、右師の
                  王驩(おうかん)が弔問に行った。王驩が門を入ると、すぐ出迎え
         てあいさつをする者もあり、わざわざ席に近づいて話をかわす者も
         あるなかで、孟子だけは声をかけようともしない。王驩はにがにか
         しげに言った。

         「みなさんは、わたしにあいさつしてくがさるのに、孟先生だけはそ
         っぽをむいている。わたしを馬鹿にしているのだ」

         これを耳にした孟子は言った。

         「朝廷では席をはずして話しに行ったり、階段を隔てて挨拶をかわし
         たりしないのが礼法なのだ。わたしは礼法通りにしたのだが、王驩は
         馬鹿にされたと思っている。おかしなことではないか」

        〈右師の王驩〉 右師は高位の官名。権勢家王驩の思いあがった立居振
                舞いをにがにがしく思う孟子の気持が、ここによく現
                われている。
        〈朝廷では席をはずして……〉 喪の儀式の場を朝廷になぞらえ、礼法
                にことよせて正誤を皮肉ったのである。

     

     No.132   

【サーマルタイル事業:最新量子熱電変換子技術Ⅲ】

❏ トヨタ自工北アメリカ株式会社の特許事例

● US 9865790 B2 Nanostructure Bulk Thermoelectric Material :ナノ構造バルク熱電材料 

【実施例1】

多孔質シリカテンプレートは、ポロゲンとして界面活性剤を用いて調製した。使用した界面活性剤は、
PLURONIC界面活性剤P123(EO20PO70EO20)、F127(EO100PO70E100)、Brij-58(C16H。サブ36EO 20)、
(CTAB)(式中、EOおよびPOはそれぞれエチレンおよびプロピレンオキシドを示す)を含む。鋳型は、
界面活性剤テンプレート化プロセスを用いて調製した。F127、P123、Brij-58、およびCTABでテンプレー
ト化された細孔の平均細孔直径は、それぞれ約12,9,6および2nmであった。ビスマステルル化物は、3電
極堆積回路を用いて堆積された。 1M HNO溶液に溶解した0.075Mビスマスおよび0.1Mテルライドを、
前駆体溶液および電解質として使用した。Ag / AgCl参照電極およびPt対電極を用いて、0.1V対Ag / AgCl
で堆積を行った。堆積は室温で行った。XRDパターン及びTEM観察により、約6nm、9nm及び12nmの直径
を有するBi 2 Te 3ナノワイヤが、絡み合ったセラミックマトリックスで堆積されたことが確認された。

 図6は、電着されたBi2Te3ナノワイヤのTEM画像を示す。試料のEDXはBi 2 Te の形成を確認し、原子元
素百分率は37.46%Bi、62.54%Teであった。図7は、電着されたBi 2 Te 3ナノワイヤのHRTEM画像を示す。

【実施例2】

キセロゲルメソポーラスシリカを、PLURONIC界面活性剤P123を鋳型とするゾル - ゲル法を用いて製造。
調製された六方晶メソ構造のシリカの細孔径は約9nmであり、Bi2Te 3の前駆体溶液は、0.0225モルのTeお
よび0.015モルのBi(NO 3)3 H 2 Oを6M-HNO 3 150mLに溶解させ調製し60℃で測定。キセロゲルメソポーラ
スシリカの粉末5gを7mLの前駆体溶 液に添加した。サンプルを液体窒素中に3分間置いた。真空による
脱気の後、試料を室温に温める。シリカ粉末を遠心分離により前駆体溶液から分離し、次いで100℃で加
熱した。溶媒を除去した。 メソポーラス材料内部のビスマステルル化物の充填量を増加させるた
めに、上記プロセスの3および8サイクル実施。 浸透後、Bi 2 Te前駆体を有するメソポーラスシリカを
管状炉に入れた。水素を流しながら、温度を450℃に加熱し、30時間保持。 図8Aは、キセロゲルシリカ
の高度に秩序化されたメソスケールチャネルの一部における含浸がはっきりと観察されたBi 2 Te 3 - メソ
ポーラスシリカ複合体のTEM画像である。 図8Bは、キセロゲルシリカを希釈した(5重量%水溶液)
HFで溶解した後に、直径が10nm未満のBi 2 Te 3ナノワイヤを示す。 図8Cは、Bi 2 Te 3ナノワイヤの高分
解能電子顕微鏡(HREM)画像を示し、それらが単結晶であることを示している。 図8Dは、HFを用い
てシリカテンプレートを除去した後のBi 2 Te 3メソポーラスシリカ複合体のTEM画像を示す(下図8A~D
参照)。

窒素吸着実験は、典型的なメソポーラスシリカ試料の細孔容積が0.6472cm3 / gであることを示している。
すべての細孔をテルル化ビスマス前駆体溶液で充填することができると仮定すると、浸透の各サイクル
の後、Bi 2 Te 3 - メソポーラスシリカ複合体中のBi 2 Te 3の担持量は2重量%。したがって、8回の浸潤
の後、浸潤後の細孔容積の有意な減少がない限り、Bi 2 Te 3の総重量含量は16%であってもよい。また、
図9Aおよび9Bは、臭化セチルトリメチルアンモニウム(CTAB)およびBrij-58(CH 3(CH 2)15(OCH 2)C
H2)20OH)を用いて調製したメソポーラスシリカ薄膜の代表的なTEM断面像を示す。界面活性剤である。
CTABテンプレート薄膜(図9A)は、規則的な2次元六方晶メソ構造に配列された旋回細孔チャネル(
細孔直径~3nm)を含む。 B58鋳型薄膜(図9B)は、整列した3次元立方体のメソポーラスネットワー
クに配置された細孔チャネル(細孔直径~5nm)を含む。規則的なメソ構造の選択領域電子回折は、図2
の挿入図に示されている。図9B。同様に、メソポーラスシリカモノリスは、同じ組み立てプロセスを用
いて調製することができ、例えば図1の装置を用いた電着を用いて半導体で充填することができる。 5
B。これらの代表的なTEM画像は、制御された細孔サイズおよび細孔の幾何学的形状(例えば、六方晶お
よび立方晶の細孔ネットワーク)を有するメソポーラスシリカテンプレートを作製するための効率的な
アプローチを明白に示唆する。ナノワイヤ構造は、テンプレートの細孔構造によって制御することがで
きる。例えば、2D六角形細孔チャネルを含むテンプレートは、2Dナノワイヤの作製を可能にする。 3D
結合孔チャネルを有するテンプレートの使用は、3Dナノワイヤネットワークの製作を可能にする。その
ような結合ネットワークは、電子輸送のための高度に結合する経路を提供する。

【電着】

電着条件および前駆組成を変えることにより、化学組成およびドーピングの制御を改善することができ
る。例えば、CdSe、CdTe、CdS、PbSe、PbTe、およびPbSのような半導体は、メソポーラスチャネル内に
堆積することができる。そのような組成制御は、今度は、デバイス輸送特性 水素気泡を生成する副反応
が起こり、気泡チャネルの内部に閉じ込められて反応物質の拡散が阻止される。副反応を最小限に抑え、
物質輸送および反応速度を制御するために、堆積条件(例えば、濃度、電位、電流、温度、および攪拌
速度)および異なる堆積技術(例えば、パルス堆積)を使用して、 、改善された組成物の制御、および
正確なメソ構造の複製が含まれる。デバイスは、単一のモノリシックナノ構造複合材料内にn型およびp
型の両方の脚部を有するように調製することができる。

p型脚のより高い正孔濃度は、半導体に高原子価金属イオンをドープすることによって、またはアニオン
サイトの欠乏を生成することによって、またはアニオンをより低い原子価イオンで置き換えることによ
って得ることができる。例えば、p型Bi 2 Te 3は、結晶構造中のBi 3+をSn 4+に置き換えることにより、
またはTe 2+の欠損を生じさせることによって得ることができる。 (例えば、Bi 2 Te 3-x、x> 0)、また
はTe 2 - をより低い原子価のイオンに置き換えることができる。同様の概念を用いてn型半導体を形成す
ることができる。陰極電位を制御することにより、化学量論的および非化学量論的(p型およびn型の両
方)のBi 2 Te 3を堆積させることができる。また、電解液に鉛イオンを導入して型Bi 2 Te 3を電着させ
ることも可能である。

したがって、バルクの多孔質媒体(このようなメソポーラスセラミック)を提供することができ、半導
体を細孔内に堆積させることができる。例えば、Bi 2 Te 3または他の半導体をモノリシックメソポーラス
シリカに電着させることができる。ドーパント(n-型ドーパントおよびp-型ドーパントなど)は、真性
半導体のナノ細孔に沿って注入されて、導電性ナノ構造ネットワークを提供することができる。

【粒子から形成された複合材料】

粒子は内部ナノ構造を有することができる。粒子は、半導体が注入されたナノ多孔質絶縁材料を研削ま
たは粉砕することによって形成することができる。粒子は、セラミックまたは他の電気絶縁材料内にナ
ノ構造含有物を有することができる。

図10は、内部ナノ構造体の一部としてのナノワイヤ142などの半導体ナノワイヤを含むセラミック粒子お
よび半導体ナノ粒子144の粒子140の混合物を示す。この混合物を圧縮して(たとえば、ホットプレスし
て)、ディスクまたは他のバルク熱電材料の形態。内部ナノ構造に含まれるナノワイヤを有するセラミ
ック粒子を調製もできる。



他の例では、ナノ粒子複合体は、半導体粒子を含まない粒子140から形成することができる。粒子間の接
触によって連続的な半導体ネットワークを提供できる。粒子には、半導体シェルを設けることもできる。
セラミック/半導体ナノコンポジットは、多孔質セラミック粉末内に半導体(または半導体前駆体)を浸
透させることによっても調製できる。多孔質セラミック粉末は、界面活性剤テンプレートアプローチまた
は他の市販の多孔質セラミック粉末を使用して調製されたメソポーラスシリカであり得る。半導体前駆
体は、ガス状(水素化物など)または液体材料であってもよい。

セラミック/半導体ナノコンポジットは、多孔質セラミック粉末内に半導体(または半導体前駆体)を浸
透させることによっても調製できる。多孔質セラミック粉末は、界面活性剤テンプレートアプローチま
たは他の市販の多孔質セラミック粉末を使用して調製されたメソポーラスシリカであり得る。半導体前
駆体は、ガス状(水素化物など)または液体材料であってもよい。熱電ナノコンポジットは、HIPプロセ
スを含む方法によって製造もできる。出発材料は、セラミック粒子、半導体粒子、および半導体浸透セ
ラミック粒子を含み得る。セラミック粒子は、メソポーラスシリカのようなメソポーラス粒子を含む。

セラミック/半導体粉末混合物のホットプレスは、改良された熱電材料を大量かつ低コストで製造を可能
にする。一例では、セラミック粉末と半導体粉末とを混合し、ホットプレス法を用いて混合物からバル
ク材料を形成する。一例では、半導体ナノ粒子とセラミック粉末との混合物は、10MPaおよび150℃で予
備プレスすることができる。約1インチの直径のディスクを形成する。次いで、ディスク(または他の形
状)を200~600℃および100~200MPaでHIP処理にかけることができる。このプロセスは、改善された熱
電材料を形成するために使用することができる。

セラミック粒子は、ナノ粒子であってもよく、シリカ、アルミナ、または他の酸化物を含んでいてもよ
い。セラミック粒子は、ボールミルプロセスまたは他のプロセスを用いて調製できる。市販の粒子を使
用することができる。他の電気絶縁材料の粒子を使用できる。半導体粒子(または他の導電性粒子)は、
テルル化ビスマスなどのバルクで熱電特性を有する材料のナノ粒子であってもよい。半導体ナノ粒子は、
溶液化学法、気相反応法、高エネルギーボールミリング、または他の方法を用いて調製できる。半導体
およびセラミック粒子は混合され、次いでモノリスにプレスされる。良好な粒子混合を得るために、こ
れらの粒子混合物のボールミル粉砕を使用できる。ホットプレス法を用いて、混合セラミック/半導体粒
子をプレスしてバルクにできる。粒子は、ナノ粒子構造を保持しながら、機械的強度のために融合でき
る。



図11は、粒子180およびナノ粒子182によって形成された複合体を示す。示されているように、両方の粒
子は、図2に関連して前述したように、ナノ構造の半導体を含む。 他の例では、より大きなセラミック
粒子および半導体ナノ粒子を組み合わせることができ、半導体ナノ粒子は、セラミック粒子の周りにナ
ノ構造の導電ネットワークを形成する。 他の例では、セラミックナノ粒子と半導体粒子との混合物を組
み合わせ、プレスする。材料は、セラミック粒子が半導体粒子(例えば、シリカおよびテルル化ビスマ
ス)を粉砕する傾向の圧力で粉砕に抵抗するように選択できる。適切な圧力を加えることは、半導体ナ
ノ粒子を、セラミックナノ粒子の直径と相関する(例えば、同様の)直径に粉砕する傾向がある。シリ
カナノ粒子は、2~20nmのような直径をもつ安価な商業的供給源から得られる。半導体ナノ粒子を含む安
価な複合体を、2~20nmの直径をもつセラミック粒子と半導体粒子とを組み合わせる方法、混合物に圧力
を加えて半導体粒子のサイズを2~20nmに減少させることも含む。

以降、関連図のみ記載し、【ホットプレス】【材料システム】【その他の複合材料】の項目に亘る説明
を割愛する。、

 

                                                            この項了

 

【全固体型蓄電池:グラフェンボール】

サムスンSDIは、2018年のデトロイトモーターショーで、電気自動車の走行距離と充電容量を増や
すと主張する新しい全固体型蓄電池「グラフェンボール」を展示。エネルギー容量と充電速度を大
幅に向上させるものである(詳しくはこのブログ『凄い時代の儀礼Ⅳ』2017.12.01参照、上写真ク
リック参照)。この事業開発にも新たに「超高品質蓄電池事業」として部門プラットフォームを新
たに設け製造技術にフォーカシングンする。



【スマートフォーン習得日誌Ⅱ】

音割れの原因として、「ブルーツースアプリ起動」に気付きシャットダウン。これで解消した様だ
が当分、要観察。万歩計を紛失、かわりにスマホの付属「ヘルスケアーアプリ」を使用する。便利
でだが、宅トレには大きすぎる。アップルウォッチとの連携が好ましいのではと考える。段々面白
くなってきた。

 
 


グラフェン電子素子工学Ⅰ

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                  離婁(りろう)篇    /    孟子   

                                    

       ※ 終身の憂いあるも一朝の患いなし: 君子が一般の人と異なるのは、
                  自分の心を反省する点にある。君子は仁と礼を基卒にしてその心を
                反省する。仁徳を身につけた人は、人を愛し、礼にかなった人は、
                  人を敬う。人を愛する者はいつも人に愛され、人を敬う者はいつも
                  人に敬われる。かりに暴逆非道な仕打ちを受けたとしても、君子は
                  必ずわが身を反省する。「わたしが不仁なのだろう。無礼なのだろ
                  う。きっとそうだ。でなくて、どうしてこういうことになろう」

                  反省してみて、自分が仁であり、礼にかなっているのに、相手の暴
                  逆非道が改まらないなら、君子はさらにわが身を反省する。「きっ
         と誠実さが足りないのだろう」こう反省してみても、やはり自分の
         ほうが誠実であって、相手の暴逆が改まらない場合、君子はこう考
         える。「相手は無法者なのだ。あのざまは犬畜生となんのちがいが
         あろうか。畜生を非難したところで始まらぬ」

         それゆえ君子には、生涯を通じての悩みはあっても、外からくる心
         の動揺などありえない。その君子の悩みとは何か。舜が人間なら自
         分も人間である、だが舜は天下に模範を示し、後世にその名を残し
         た。それにひきかえて自分は、平々凡々の俗人にすぎぬ、という悩
         みである。これは悩むに足ることだ。ではどうするか。舜を見習う
         こと、それだけだ。君子には外からくる心の動揺がない。仁に悼る
         ことは行なわず、礼にはずれたことは行なわないのだ。たとえ外か
         ら何かやって来ようと、悩まされることはない。 

      
     No.133    

グラフェン電子素子工学Ⅰ

【超高品質蓄電池事業:最新グラフェン/全固体二次電池技術】

 Jan. 6, 2017

2004年に単層グラフェンの分離に成功して以来、研究・開発競争が世界各国で起こり、現在では年間27000
本を超える学術論文が発表されているが、昨年、2010年のノーベル物理学賞の対象にもなった「グラフェ
ン」。この薄くて強い新素材を3次元構造化することにマサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームが
成功している。炭素原子が正六角形で連なるように平面上に広がるグラフェンは、最も強く、軽く、導電
性の高い素材のひとつだ。単層のグラフェンを分離することは不可能だとされてきたが、2004年に英マン
チェスター大学で、グラファイト(黒鉛)の欠片とセロテープを使って得られることが発見され、研究者
たちは2010年のノーベル物理学賞を受賞。

グラフェンは、原子の厚みしかもたない2次元構造でこれを堅牢な3次元構造への展開しようと試みられ
ている――自動車や建物、機器などに利用できる――が、グラフェンの3次元構造化は強度の劣るもので
しかなかった。同研究チームは、一連の3次元構造体をつくって耐力試験を行う(上図参照)。コンピュー
タによる模擬実験で、あるグラフェンの構造体は密度が鉄の5パーセントにもかかわらず強度は鉄の101
倍になった。なお、こうした3次元構造の強固さは、グラフェンに限定されるものではないと同大学のマー
カス・ビューラーMIT土木環境工学科教授と付け加えている。

 Wired Jan. 11, 2017

さて、今年に入って1月10日、柚原淳司名古屋大学准教授らの研究グループは、子スケールでの界面化
学反応性や物理的な界面歪みの制御で、広域の結晶性の高い2次元ハニカムシート構造の創製に世界で初
めて成功している。グラフェンは電気伝導率が非常に高く、機械的強度、化学的安定性に大変すぐれた物
質だが、バンドギャップの形成が困難で、エレクトロニクスへの応用の障害になっている(ここでいうバ
ンドギャップとは、電子が自由に動ける伝導帯と電子が動けない価電子帯のエネルギーギャップのこと)。
そこで、グラフェンを構成する炭素をシリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)で置き換えたシリセン、
ゲルマネン、スタネンなどと呼ばれるポストグラフェン材料(下表参照)――今回、グラフェンのように
原子ス ケールでバックリング(凹凸)していなく、かつ、数百nmの広域にわたり結晶性の高いスタネンの創
製。構成元素は質量数が大きいほど、スピン軌道相互作用が強く、特に、スタネンは、冷やすことなく室
温で2次元量子スピンホール効果やトポロジカルな超伝導など様々な応用が見込まれている。今後は、創製
したスタネンを半導体基板上への転写し、室温下でのスピントロニクスやトポロジカル超伝導体への応用
が待たれているが、グラフェンのように原子スケールでバックリング(凸凹)してないハニカム格子は発見
されていない。

Jan. 5, 2018

理論的研究により、グラフェンの炭素をスズで置き換えたスタネンは、比較的大きなスピン軌道相互作用
を持つため、物質内部で金属ではなく半導体的な性質となりやすく、一方で、表面や端面等のエッジ部分
のみ電子が流れやすい状態が実現できると期待されています。このような物質をトポロジカル絶縁体と呼
び、現在、ナノテクノロジーの分野。実際に、このような物質が作製されたかどうかは、試料端面にて量
子スピンホール効果を測定することが必要であるが(下図参照)。

図1(a)Ag2Sn表面合金上に創製したスタネンの広域にわたるトンネル顕微鏡(STM)像。広い範囲にわたり
二次元スタネンが成長していることがわかる。(b)スタネンの低エネルギー電子回折パターン。スポット
強度が高く、スタネンの結晶性が高いことを示す。(c)(a)のSTM像の断面図。ステップ高さが250pm程度
であるから、スタネンが原子1層の厚みであることがわかる。(1pm=10-12m)(d)スタネンのSTM像。スズ
原子からなるハニカム格子が規則正しく並んでいることが詳細に観察できる。(e) (d)のSTM像の断面図。
スズ原子の高さ分布が測定限界以下の5pm以下であることがわかる。(f)スタネンの高分解能STM像と原子
配置モデル。尚、スピントロニクスとは、電子が持つ電荷とスピンの両方の性質を利用した新しい概念の
エレクトロニクス、現在、大変注目されています。トポロジカル超伝導体は、上述のトポロジカル絶縁体
との類似で、物質内部で超伝導ギャップを持ちながら、表面や端面等のエッジ部分でマヨナラ粒子 ――
例えば、電子の反粒子として陽電子が存在し、電子と陽電子は異なる粒子である。マヨナラ粒子とは、粒
子と反粒子の区別がつかない粒子であり、今から80年前に科学者マヨナラが予言した粒子。マヨナラ
粒子を利用した新しい概念の量子コンピュータが提案――と呼ばれる変わり種の粒子が現れると予言され
ている物質。

さて、今夜は、最新のグラフェン技術及びその応用技術、例えば、電子デバイス器機について、とりわけ
再生可能エネルギー関連事業分野、例えば、全固体(二次)電池などの「高品質蓄電池技術篇」と「それ以
外の関連事業分野」について明確にし考えて行くこととする。

 

 Jan. 8, 2018
【グラフェンを使った電池レスの湿度センサ 】

英国University of Manchester(マンチェスター大学)の研究グループは、IoT(モノのインターネット)向け
に、グラフェンセンサを使ったバッテリーレスの湿度モニターを開発した。さまざまなIoT機器向けに、低
コストでセンサを製造する技術に応用できると期待される(「センサの低コスト化に道:グラフェンを使
った電池レスの湿度センサ EE Times Japan 2018年01月15日)。

同研究チームは、RFIDデバイスにグラフェンセンサを組み込み、バッテリーレスのスマート湿度モニター
を実現。この湿度モニターは、製造や食品、医療、核廃棄物処理のように繊細な作業が必要な現場で使用
するIoT(モノのインターネット)アプリケーション向けに開発された。同研究に関する論文は、電子ジ
ャーナル「Scientific Reports」に掲載された。研究チームは、グラフェンに酸化グラフェン(GO、グラフェ
ン誘導体)を積層し、フレキシブルなヘテロ構造を形成で、あらゆるワイヤレスネットワークに接続可能
な遠隔監視用の湿度センサを開発。現在試作段階の同デバイスは、受信機から電力を取得するので、バッ
テリーは不要である(上図参照)。

研究チームによると、同センサーは層ごとに印刷でき、超低コストでスケーラブルな量産を実現できると
する。 また、同技術を他の2次元材料と統合することで、ワイヤレスセンシングアプリケーションの新
たな展望が開かれる可能性があると話す。論文によると、同研究では、ギガヘルツ周波数帯のさまざまな
湿度条件下でGOの相対誘電率を計測した。その結果、水分を吸収して湿度が上がると、相対誘電率が増加
することが分かった。メガヘルツ以下の周波数帯では、湿度が減少すると相対誘電率が増加するが、ギガ
ヘルツ周波数帯での動作はそれとは異なる。酸化グラフェンのこうした電気特性を利用し、バッテリーレ
スの無線RFID湿度センサーを作製した。具体的には、印刷されたグラフェンアンテナをGO層でコーティン
グする。

  Jan. 10, 2018

GOおよびグラフェンアンテナの共鳴周波数と後方散乱相は周囲の湿度に敏感に反応して、RFIDリーダー
で検知される。これにより、任意の場所やアイテムに取り付けたデジタルIDで、ワイヤレスに湿度を監視
できる。同研究は、IoTアプリケーション向けの低コストで効率的なセンサの道を開く。グラフェンは200
4年にマンチェスター大学が発見し、初めて2次元材料として分離された。スチールよりも強く、軽量か
つフレキシブルで、銅よりも導電性が高い。グラフェンの発見以降、他の2次元材料も多数開発され、そ
の数は増え続けている。ファンデルワールスヘテロ構造を生成し、精密に選定した配列に2次元材料を積
層することで、特定用途に適合した高性能構造を作り出すことがきる。

   Jan 5, 2018

【グラフェンによる電気的に切り替え可能なメタデバイス】

メタマテリアルは、従来の材料の限界を克服するためにサブ波長共振構造を一緒にする。アクティブなメ
タデバイスの実現は、幅広いダイナミックレンジで広いスペクトルにわたって動作する電気的に再構成可
能なコンポーネントを必要とする傑出した課題。しかし、メタマテリアルの既存能力はこの目標を実現す
るには不十分である。パッシブメタマテリアルとアクティブグラフェンデバイスを統合することにより、
マイクロ波周波数で動作する新しいクラスの電気的に制御されたアクティブメタデバイスを実証する(上
図参照)。

作成されたアクティブメタデバイスにより、電磁波の振幅(> 50 dB)と位相(> 90°)の両方の効率的な制
御が可能になる。このハイブリッドシステムでは、グラフェンはパッシブメタマテリアルの放射を制御す
る調整可能なドルイド金属として動作。さらに、個別にアドレス指定可能なメタデバイスのアレイを統合
し印加されたバイアス電圧で局所誘電率を再構成できる、新しいクラスの空間的に変化するデジタルメタ
表面を実証。

さらに、分割されたリング共振器の共振周波数を、グラフェンを介して2つの結合されたメタ表面の1つ
を減衰させることによって振幅を変えることなく再構成する。このアプローチは、電気的に切替え可能な
クローキング装置から適応的なカモフラージュシステムに至るまで、新しいアプリケーションを生むさま
ざまなメタマテリアルシステムを実装に十分であろう。

【最新グラフェンと蓄電池技術事例】

❏ 特開2017-188301 電極活物質ならびにそれを含む電極層および全固体電池

【概要】近年、携帯情報端末、携帯電子機器、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、更には定置型蓄電
システムなどの用途において、リチウムイオン二次電池の需要が増加している。しかしながら、現在使用
されているリチウムイオン二次電池の主流は、電極材料として、コバルト、マンガン、ニッケルなどのレ
アメタルと呼ばれる希少資源を用いるものであり、今後の安定供給に不安を残している。また、リチウム
イオン二次電池は、自動車や飛行機等の移動体にまでその用途が広がり、このような分野においては電池
のエネルギー密度を大きくすることが切望されている。エネルギー密度を増大させるために、電極材料と
して従来のレアメタルではなく、硫黄を用いることが検討されている。硫黄は、安価で豊富に存在してい
るため、安定供給も可能である。硫黄系電極活物質を用いた場合、電池の電圧は低くなる傾向にあるもの
の、正極活物質として現在最も広く使用されているLiCoO2に対して10倍以上の理論容量を得られ
る。従って、硫黄系電極活物質を用いることにより、電池電圧と容量を掛け合わせたエネルギーが十分に
高い電池を得ることができる。

このように、充放電容量、安定性等に優れたリチウムイオン二次電池を得るための電極活物質および電極
層の提供に当たり、一実施形態では、金属を含有する硫黄-炭素複合材を含む電極活物質、および該電極
活物質と錯体水素化物固体電解質とを含む電極層が提供されている。

そこで、 硫黄-炭素複合材(一般的には、「硫黄-カーボンコンポジット」とも称する)とは、硫黄と炭
素材料とを含み、これらを混合して加熱処理するか、またはこれらを機械的に混合することによって複合
化した状態のものである。より詳しくは、硫黄-炭素複合材は、炭素材料の表面および細孔内に硫黄が分
布している状態、硫黄および炭素材料がナノレベルで均一に分散し、それらが凝集して粒子となっている
状態、細かな硫黄粉末の表面や内部に炭素材料が分布している状態、またはこれらの状態が複数組み合わ
さった状態にある。硫黄としては、特に限定されるわけではないが、S8構造を有するα硫黄、β硫黄、
またはγ硫黄を使用することができる。硫黄の粒子径としては、大きすぎると混合性が悪くなり、小さす
ぎるとナノ粒子となって取り扱いが困難となることから、0.1~300μmの範囲であることが好まし
く、より好ましくは1~200μmであるが、 炭素材料としては、特に限定されるものではないが、例
えばカーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、Maxsorb(登録商標)、カーボンフ
ァイバー、グラフェン等を挙げることができる。

❏ 特開2017-162597  電極用材料、これを用いた全固体二次電池用電極シートおよび全固
  体二次電池ならびに全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池の製造方法

【概要】リチウムイオン電池には、電解液が用いられてきた。その電解液を固体電解質に置き換え、構成
材料を全て固体にした全固体二次電池とする試みが進められている。無機の固体電解質を利用する技術の
利点として挙げられるのが、電池の性能全体を総合した信頼性である。例えば、リチウムイオン二次電池
に用いられる電解液には、その媒体として、カーボネート系溶媒など、可燃性の材料が適用されている。
リチウムイオン二次電池において様々な安全対策が採られている。しかし、過充電時などに不具合を来た
すおそれがあり、さらなる対応が望まれる。その抜本的な解決手段として、電解質を不燃性のものとしう
る全固体二次電池が位置づけられる。

全固体二次電池のさらなる利点としては、電極のスタックによる高エネルギー密度化に適していることが
挙げられる。具体的には、電極と電解質を直接並べて直列化した構造を持つ電池にすることができる。こ
のとき、電池セルを封止する金属パッケージ、電池セルをつなぐ銅線やバスバーを省略することができる
ので、電池のエネルギー密度が大幅に高められる。また、高電位化が可能な正極材料との相性の良さなど
も利点として挙げられる。そこで、下図1のように、全固体二次電池において、良好な放電容量およびサ
イクル特性を実現できる電極用材料等の提供に当たり、活物質と、周期律表第1族または第2族に属する
金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質と、交換性陽イオンとしてのリチウムイオンを含む粘土鉱
物とを含有する電極用材料であって、粘土鉱物が、水和水を含まない電極用材料、これを用いた全固体二
次電池用電極シートおよび全固体二次電池ならびに全固体二次電池用電極シートおよび全固体二次電池の
製造方法を提供する。

図1

1  負極集電体 2 負極活物質層 3 固体電解質層 4 正極活物質層 5 正極集電体 6作動部位
10  全固体二次電池 11  2032型コインケース 12  全固体二次電池用電極シート
13  コイン電池


ここでは、グラフェンは「導電助剤」として候補されており、電極用材料は、活物質の電子導電性を向上
させる等のために用いられる導電助剤を適宜必要に応じて含有してもよい。導電助剤としては、一般的な
導電助剤を用いることができる。例えば、電子伝導性材料である、天然黒鉛および人造黒鉛などの黒鉛類、
アセチレンブラック、ケッチェンブラックおよびファーネスブラックなどのカーボンブラック類、ニード
ルコークスなどの無定形炭素、気相成長炭素繊維およびカーボンナノチューブなどの炭素繊維類ならびに
グラフェンおよびフラーレンなどの炭素質材料であってもよいし、銅およびニッケルなどの金属粉または
金属繊維でも良く、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレンおよびポリフェニレ
ン誘導体などの導電性高分子を用いてもよい。またこれらの内1種を用いてもよいし、2種以上を用いて
もよい。本件の電極用材料が導電助剤を含む場合、電極用材料中の導電助剤の含有量は、0~10質量%
が好ましいとしている。

❏ US 9865899 B2 All-solid-state secondary battery with solid elecオリビン型trolyte layer containing par-
   ticulate precipitate of an olivine-type crystal structure : 結晶構造の粒子状析出物を含む固体
  電解質層を有する全固体二次電池 太陽誘電株式会社

【概要】固体電解質層と、固体電解質層と、正極活物質層と第1の集電体層とを含む正極層と、前記固体
電解質層を挟んで前記正極層および前記負極層が第2の集電体層を含む負極層と、前記正極活物質層は、
オリビン型の活物質からなり、前記固体電解質層は、ナシコン型のリン酸塩からなることを特徴とする前
記固体電解質層は、前記正極活物質層を構成する元素と同じ元素を含むオリビン型結晶構造を有する粒状
析出物を含むことを特徴とする。

                                                                                                                     この項つづく


  Jan. 16, 2018

● ステラ社 ティルブルグの3MW屋根型ソーラー電気自動車製造工場

 

 

終活と就活

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                  離婁(りろう)篇    /    孟子   

                                     

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

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

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

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

 

      
     No.134  

【省エネ・省資材篇:最新高品質化検査技術】

● 印刷法で製造したディスプレーなどの駆動回路の非破壊インライン検査

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

 Jan. 15, 2018

今回、TFTアレイの駆動状態を光学イメージ化して一括検査できる産総研独自のデバイス評価技術(ゲート
変調イメージング技術)を改良し、検査時間を10分以上から3分以内に短縮し、検査面積を1mm角から3cm
角に大幅に向上させた。これは、画素密度150 ppiのバックプレーンでは、TFT約30,000素子を3分以内に検
査することに相当。さらに、本技術を応用したストレージキャパシターの検査も可能となる。これにより、
膨大な数のTFTとストレージキャパシターを配置する大面積デバイスを非破壊インライン検査できるため、
印刷法による大面積デバイスの高品質化に貢献できる。

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

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

 Jan. 15, 2018

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

【研究概要】

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

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

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



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




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

【概要】

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

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

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

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

 


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

【符号の説明】

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

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

【電動スパーカー抗争時代 テスラにフェラーリが参戦】

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



● 終活と就活

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

 20 Folic Acid Foods

 

グラフェン電子素子工学Ⅱ

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

                                  
   
        ※ 故郷鄒(すう)にひきこもった孟子の晩年は、静かなうちにも充実
         した日々であった。「後単数十乗、従者数百人」の華やかな遊説時
         代とはうって変わった生である。最後まで師を慕ってついて来た万
         章ら少数の弟子だちと、政治について、聖賢について、あるいは交
         友について語りあう孟子の言葉には、論敵を倒さずばやまなかった
         かつての激しさはない。この篇で浮き彫りされるのは、温かく弟子
         を導く老師の姿だ。

                 こ と ぱ

                「男女室に居るは、人の大倫なり」
                「天は言わず。行と事とをもってこれを示すのみ」
                「天の視るはわが民の視るに自い、天の聴くはわが民の聴くに自う」
                「天のこの民を生ずるや、先知をして後知を覚さしめ、先覚をして後
        覚を覚さしむ」
        「友とはその徳を友とするなり」
        「常の職なくして上より賜わる者は、もって不恭となせばなり」
        「その詩を頌し、その書を読むも、その人を知らずして可ならんや」 

      
     No.135  

【蓄電池篇:最新グラフェンボール蓄電池技術】

● グラフェン電子素子工学Ⅱ

炭素材料は、グラファイト、バッキーボール、カーボンナノチューブ、グラフェンなどの様々な形態で存
在する。バッキーボールは、60個の炭素原子からなるボール構造を持ち、同素体であり、フラーレンと呼
ばれる。バッキーボールの分子構造は15個の五角形と20個の六角形で構成され、各五角形は六角形で囲ま
れている。カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブが六角形のハニカムパターンに結合して、単
一の壁ナノチューブの場合には1桁のナノメートルの直径を有するチューブ構造を形成する材料である。

ナノメートルレベルの炭素の別の同素体であるグラフェンは、ハニカム結晶格子内に密に充填されたsp 2
結合炭素原子の1原子厚の平面シートの構造を有する。グラファイトの結晶または「フレーク」形態は、
一緒に積み重ねられた多くのグラフェンシートからなる。グラフェンの炭素 - 炭素結合長は約0.142nmで
ある。グラフェンは、グラファイト、チャコール、カーボンナノチューブ、フラーレンなどの炭素同素体
の基本構造要素です。グラフェンは2次元のユニークな構造のために、室温で高い電子移動度、原子単分
子膜に対する高い不透明度、優れた熱特性、化学的安定性、広い表面積を有し、最大の機械的強度(破壊
強度および引張弾性率)をもつ。

近年、ナノエレクトロニクス、オプトエレクトロニクス、化学センサ等の様々な分野にグラフェンを適用
する研究が盛んに行われている。グラフェンは、ニッケル、銅などの遷移金属を触媒として用いて、化学
気相成長法(CVD)を用いて合成することができる。また、グラファイトを層ごとに分離することにより、
グラフェンを得ることができる。グラフェンは一般にシート状で使用される。また、ニッケル、銅などの
遷移金属を触媒として用いて、化学気相成長法(CVD)を用いて合成することができる。また、グラファ
イトを層ごとに分離することで、グラフェンを得られ、グラフェンは一般にシート状で使用されるが、チ
ューブ状に作られて使用できる。

下記の特許は、グラフェン構造体およびその製造方法を提供するもので、追加の態様は、以下の説明に部
分的に記載され、部分的には説明から明らかになり、提示された態様の実施によって習得される。本発明
の一態様によれば、グラフェンドット構造は、半導体材料のコアと、コアの表面に形成されたグラフェン
シェルとを含む。半導体材料は、Ⅳ族半導体、Ⅲ-Ⅴ族半導体、またはⅡ-Ⅵ族半導体を含む。コアは、
約1nm~約10μmの範囲の直径をもち、グラフェンシェルは、1つ以上の層を有することができる。 コア
は、第1のコアと、第1のコア上に形成され、半導体材料を含む第2のコアとを含む。第1のコアは、非
導電性材料または金属を含む。

本件のグラフェン構造体の製造方法は、半導体材料を含むガスと炭素を含むガスとを用いて化学気相成長
法(CVD)によりグラフェンボール構造を合成する工程を含み、グラフェンドット構造の合成は、半導体材
料と炭素を含むガスとを含むガスを反応室内に導入する工程と、半導体材料を含むボール形状のコアを形
成する工程と、コアの表面にグラフェンシェルグラフェンを形成する工程とを含む。この方法は、グラフ
ェンドット構造からコアを除去する工程をさらに含む。この半導体物質を含むガスは、GeH4ガスを含み、
前記炭素を含むガスは、GeH4ガスを含むる。また、反応チャンバの温度は、約200℃の範囲に維持でき、約
900℃である。反応チャンバの圧力は、約0.1Torr~約300Torrの範囲に維持することができる。

❏ US 20130134361 A1 グラフェン構造体及びその製造方法

【要約】

グラフェンドット構造体及びその製造方法 グラフェンドット構造は、半導体材料を含むコアと、コアの表
面に形成されたグラフェンシェルとを含む。 グラフェンドット構造はネットワークを形成することができる。  

US 20130134361 A1

 

【図の簡単な説明】 

【図1】本発明の一実施形態によるグラフェンドット構造を示す斜視図
【図2】図1に示す例示的なグラフェンドット構造の断面図
【図3】本発明の一実施形態によるグラフェンドット構造の断面図
【図4】本発明の一実施形態によるグラフェンドットネットワークを示す図
【図5及び図6】本発明の一実施形態によるグラフェンドット構造体の製造方法を説明するための図 

【特許請求範囲】

半導体材料と炭素を含むガスとを含むガスを反応室内に供給する工程と、前記半導体材料を含むガ
スがGeH4ガスを含む、前記半導体材料のコアおよび前記コアの表面上にグラフェンのシェルを形成
するために化学蒸着を行うステップとを含む方法。 前記コアは、約1nmから約10μmの範囲の直径を有するように形成されることを特徴とする請求項1
1に記載の方法。 前記グラフェンシェルは、1つ以上の層を有するように形成されることを特徴とする請求項1に記載の
方法。 前記反応チャンバは、非導電性材料または金属を含み、前記半導体材料は、前記非導電性材料または
前記金属上に堆積される、請求項1に記載の方法。 前記半導体コアおよび前記グラフェンシェルの構造から前記コアを除去するステップをさらに含む、
請求項1に記載の方法。 前記除去するステップは、前記半導体コアをウェットエッチングするステップを含む、請求項5に記
載の方法。 前記除去するステップは、前記半導体コアの気化を可能にする温度および圧力で前記半導体コアを気
化させるステップを含む、請求項5に記載の方法。 前記炭素を含むガスがCH 4ガスを含む、請求項1に記載の方法。 前記反応チャンバの温度は、約200℃〜約200℃の範囲に維持されることを特徴とする請求項1に記載
の方法。約900℃である。 前記反応チャンバの圧力は、約0.1Torr~約300Torrの範囲に維持されることを特徴とする請求項1に記
載の方法。 前記半導体コアおよび前記グラフェンシェルの複数の形成された構造のネットワークを形成するステ
ップをさらに含む、請求項1に記載の方法。

  Jan. 18, 2017

【ポーランドでファサード型ペロブスカイト太陽電池の実証】

 

Saule Technologies社はSkanska Groupとペロブスカイトベースのソーラーパネルを販売する販売契約を締結。
両社は、テストセルを使用して2018年にポーランドにプロジェクトを導入予定。 これは、ペロブスカイト
を市場に出し設置する契約に署名した初めての会社となる模様。このパネルは、約10%の効率的なソー
ラーパネルである100W/平方メートルを提供する。生産ラインはポーランドのブロツラフの予定。総額2千
万ユーロ投資される。Skanska Groupは、中東欧商業ビジネス開発部門が、この製品を初めて導入する。 欧
米のファサードや騒音障壁の構築を含むSkanskaの販売権を用途供与する契約を締結している。

 

 

Jan. 5, 2018

【ソーラータイル事業:量子ドットソーラーパワーウィンドウ】

ロスアラモス国立研究所の研究者は、量子ドット調光2面塗工型ソーラーパワーウィンドウの6 "プロトタ
イプを実証。この窓は特別な太陽窓で、外側の窓ガラスには紫外線と青色の光を波長変換量子ドットが使用
された太陽電池。標準的な従来のソーラーパネルと比較して最大34%の電力コストの削減が可能である。
さらに、タンデムル型太陽集光ウィンドウに光電変換させるため外側のガラス塗料の外側表面(下の左の画
像の上のレイヤ)上に高放射性マンガンドープ量子ドット層を堆積し、銅インジウムセレン化物量子ドット
を内側(底部)塗料を内側表面上に堆積させている。外側のペインは、太陽スペクトルの青色と紫外の部分
を吸収し、従来型太陽電池の吸収できる色で再放出し再放射された光をガラス窓の内部反射(下の中心画像)
により、窓ガラス両端部のガラス窓に対して垂直に配置した太陽電池はに導出する。3番目の画像は、紫色
と青色の波長を吸収し、エッジに向け直されているす。残りの光は、エッジで太陽電池に変換される2番目
のガラスパネルで導出される仕組みとなっている。

このように、このプロトタイプのデバイスは、太陽光の照明と太陽光から電力への変換効率が3.1%と高い
6.4%の高い光学量子効率を示す。そこで多くの材料をテストし、効率を微調整(および増加)するため
の多くの組み合わせを提案。 たとえば、ウィンドウサイズのガラス(~20インチ)を使用すると、タンデ
ムウィンドウはPVセルに供給される光子量を2倍以上にできる。また、標準的な二重窓枠にも、標準の太
陽電池パネルの上に搭載させるためにガラスの第1層の使用を提案している。現在、多接合太陽電池の使用
することで無駄なスペクトルの解消を試みている―― 国際宇宙ステーションは40%以上の効率の多接合
ソーラーパネルを使用しているが非常に高価であり、今回のように、ガラスに適用した量子ドットは、1×
1メートル2タンデムLSCの場合、ガラス材料の総コストは$2/平方メートル。 完全な装置を$1/平方
メートルで組み立てるのに必要な他の成分のコストに近似すると、タンデムLSCの総コストは~$5.01/
平方メートルである。これは、シリコン系モジュールの典型的なコスト(~$100/平方メートル)の約
20倍相当である。標準商用ソーラーパネルのサイズは約2平方メートルで、1パネルあたり約10ドル(60
セルの住居用ソーラーパネルの場合は8.33ドル)です。現代の350ワットソーラーパネルに適用すると、
コストは2.9セント/ワットモジュール価格である。これによると、以前の調査では 、広く配備できれば
5%の効率的なソーラーガラス製品は米国電力需要の40%の生産量に相当規模に達する。もはやこれで、
エネルギーフリー社会の実現は不可避となる見込み。

  ● 今夜の一曲 

 

『ローズ』 

「ローズ」(原題:The Rose)は、アメリカ映画『ローズ』(1979年11月公開)の主題歌。同作に主演した
ベット・ミドラーが歌い、1980年にはシングルとして全米3位、『ビルボード』誌のアダルト・コンテンポ
ラリー・チャートでは1位のヒットを記録した。ミドラーのヴァージョンは、2015年にはTBS系「金曜ドラ
マ」、『アルジャーノンに花束を』の主題歌としても使用された。また、多くのアーティストによってカヴ
ァーされている。ベット・ミドラー(Bette Midler, 1945年12月1日 - )は、アメリカ合衆国ハワイ州ホノル
ル出身の歌手、女優。シリアスもコメディもこなせる女優であり、女優としては3度のエミー賞、4度のゴ
ールデングローブ賞、2度のトニー賞を受賞、歌手としても3度のグラミー賞を受賞する。 

Some say love, it is a river
That drowns the tender reed
Some say love, it is a razor
That leaves your soul to bleed
Some say love, it is a hunger
An endless aching need
I say love, it is a flower
And you its only seed

 It's the heart afraid of breaking
That never learns to dance
It's the dream afraid of waking
That never takes the chance
It's the one who won't be taken
Who cannot seem to give
And the soul afraid of dyin'
That never learns to live 

When the night has been too lonely
And the road has been too long
And you think that love is only........

                                                                       Song ;                              The Rose
                                                                       Singer ;                        Bette Midle
                                                                       Music&Word ; Amanda McBroom 

 



● 今夜の寸評:分断の是正 

平昌冬季五輪の主導権を巡る北朝鮮と韓国の駆け引き話題となっている。金正恩と 文在寅の生い立ちなど
詳しいことは無視して、政治家としてみればハードスターリニストとソフトスターリニスト(民族民主国家
主義者)とわたし(たち)には見えてしまい、後者が前者の政権延命に手を貸しているように見えてしまう。
世界はいま至る所で分断の反動の季節にある。いかなる民族民主国家主義的手法も未来を切り拓くことはで
きないことは70年安保を経験しているわたし(たち)に自明のことだ(例えば吉本隆明著の『南島論』に
すでに記載されている)。少なくとも、墨子、カールマルクス、ジョン・メナード・ケインズ、シモーヌ・ヴェイユなどの著書から学んだことは「国をひらく(開明)」意外に分断の悪弊は是正できないということ
であり、弱者救済いう協働が支点である、今夜は少し長くなった。 

 

 

エネルギーフリー社会を語ろう! No.136

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

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

                  【解説】ここには、後世、せまく固定してしまった。"孝"の概念は
                  な自然の大道を、それより獄くみているのである。

      
     No.136

 

【米国立再生可能エネルギー研究所の電化未来調査】

● 電気自動車がガソリン車より安くなる時代に!


● 2035年のEVバッテリー容量単価 200ドル以下

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

尚、今回の調査で以下の5つの質問に答えるよう設定している。

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

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

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

 

● 短距離用BEV 2031年からガソリン車ライフサイクルコストを下回る 

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

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

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




【英国日産 近日中にルーフトップソーラーパネルを販売】

 

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

 

 Han. 19, 2018

 

【世界のトップ10のソーラーパネルメーカ:日本メーカーの脱落】

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

【省力化・省エネ篇:水田水管理省力化システム「水(み)まわりくん」】

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

 

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


● 彦根から吉野まで2時間(往復4時間)

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

 

 

官僚たちの厳冬

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

                                  
   
        ※ 天下は天子の私物ではない:万章が孟子にたずねた。「堯は舜に天下
         を与えたというのは、事実でしょうか」「それは違う。天子が勝手に
         天下を人に与えることなどできはしない」「では、舜が天下を得だの
         は、一体だれから与えられたのですか」「天が与えたのだ」「という
         と、天が自分の口から意を下したというのですか」「いや、天はもの
         を言わない。その人間の行為と事業とによって、意志を示されるだけ
         だ」「といいますと?」「天子は、天に対して、天下をある人物に与
         えるよう推薦はできるが、強制することはできない。諸侯は天子に対
         し、大夫は諸侯に対し、人物の推薦はできても、その人物に地位を与
         えるよう強制することはできない。むかし堯が天に対して舜を推薦し
         た。すると天はそれを受けいれた。また人民に発表してみると、人民
         もそれを受けいれた。天はものを言わず、人間の行為と事業とによっ
         てのみ、その意志を示すといったのは、このことだ」「具体的にはど
         ういうことですか」「推薦された人物に祭祀を行なわせて、神々がそ
         れに満足されれば、天が受けいれたことになる。また政治を行なわせ
         て、天下が治まり、人民が安心して生活するようになれば、人民が受
         けいれたことになる。天下は、天が与え、人民が与えるのだ。天子が
         勝手に他人に与えることはできないというのはこのことだ。

 

  ● aiboの眼は汎用OLEDs

   

高橋洋一 著 『戦後経済史は嘘ばかり』   

     第3章 奇跡の終焉と「狂乱物価」の正体

     第5節 通産省の役人よりも一枚も二枚も企業は上手だった 

    まして、「高度成長時代は、通産省が日本の産業を牽引してきた」 というのは、多くの人の思
 い込みにすぎません。城山三郎の小説「官僚たちの夏」は、通産省が日本の産業を引っ張ってきたと
 いうストーリーでテレビドラマにもなりました。通産官僚がヒーロー的に描かれていますので、その
 ような物語の影響もあるのかもしれません。
  しかし実際のところは、日本の産業を発展させたのはあくまでも民間企業であって、通産省はそれ
 に少し力を貸しただけです。それどころか通産省が民間を妨害したケースもあります。代表的な例が
 本田技研の四輔車参入です。

  「官僚たちの夏」の主人公として描かれている通産次官は、自動車メーカーは数社あればいいと考
 えて、二輪車専業だった本田技研の四輔車への参入を認めようとしませんでした。それに対して、本
 田宗一郎は真っ向から反諭して、通産省に逆らって四輔車に参入しました。
  今振り返ってみれば、通産次官と本田宗一郎のどちらが正しかったかは明らかです。 そもそも、
  通産省の役人に産業を見分ける力はありません。一方、企業は自分たちの生き残りがかかっています
  ので、役人よりはるかに真剣に取り組んでいます,

  企業は常に研究開発を続けていて、どこよりも早く新しいものをつくろうとしています。その情報
 を通産省に少し横流しすると、通産省は「今度はこれだ」として、政策として打ち出すというのが通
 常のパターンです。
  通産省の業界指導がいかに意味のないものだったのかを私が明確に認識したのは、1980年代後
 半に公正取引委員会で仕事をしていたときだったことは、すでに述べました。公取はカルテルなどを
 取り締まる役所ですから、業界指導をする通産省とは、ある意味で敵対していたからです。本章では、
 もう少し詳しく、このときの経験を紹介することにしましょう。

  私のいた部署は経済部調整課でした。調整課は、各省庁が立案した法律案や口頭指導・行政指導に
 よって、自由な競争が制限されたり阻害されたりしないように、各省庁と調整をするのが仕事です。
 通産省の役人も呼んで、「こういう行政指導はカルテルになるからやめて下さい」と指摘します。し
 かし通産省の人は、業界を指導するのが自分たちの仕事だと思っていますから、「産業政策」と称し
 て業界指導するための根拠法をつくろうとします。公取は「そういう法律をつくると、独占禁止法に
 抵触します」と伝えるわけですが、通産省の役人にしてみれば、自分たちのレゾンデートル、つまり
 存在理由にかかわることを公取に否定されるので、公取と通産省はよく対立していました。

  この構図をうまく使ったのが業界の人たちです。彼らのほうが役人より一枚も二枚も上手です。
  業界を保護してほしいときには、通産省に「ぜひ、ご指導を」といって業界指導を頼みに行きます。
  しかし、通産省の業界指導が気に入らないときには、「カルテルにならないでしょうか」と公取に
 駆け込んできます,こうして、うまい具合に役所を使い分けているのです,
  私は、いつも業界と通産省の問に立って調整をしていました。業界の人にうまく利用されていたの
 だと思います。いや、逆にいえば、民間はそれだけ「したたか」だということです。
  ただし、両者の間に入って、双方からホンネを間いていましたので、業界指導がどういうものなの
 か本当のことがよくわかりました。

 Wikipedia

          第6節 ただ民間の後追いをしてきただけという通産省の本当の姿 

  民間企業は何かヒットするかわからないので、様々な分野で開発を進めています。通産省から話を
 聴かれると、有望そうな分野のことを話して、通産省にデータを提供します。通産省はそのデータを
  利用して、政策目標として掲げていたのです。要するに、通産省は民間が出したビジョンの後追いを
  していただけです。
  さらに通産省よりも、けるかに遅れているのがマスコミです。通産省から何らかの情報が出される
 と、マスコミは「最新ニュース」だと捉えて、嬉々として飛びつきます。情報に疎いマスコミは、「
 通産省がこんな新しい目標を打ち出した」というニュアンスで大々的に報道してくれるのです。

  かくして、あたかも通産省が業界に先んじてすごい目標を打ち出し、業界を引っ張ったかのように
 報道されるのですが、要は、マスコミは通産省の御用報道機関として利用されていたわけです。
  こういう情報を信じた人は、「通産省の業界指導が日本の産業を牽引した」とずっと思い込んでき
  たのだろうと思います。通産省が目標を打ち出して、それに業界が従ったかのように捉えられていま
  すが、事実はまったくの逆なのです。

  業界の人たちが勝手に集まって話し合いをしたらカルテルになってしまいます。そこで通産省は、
 法律をつくってカルテルを合法化していきました。業界の人たちは、法律に基づいて、通産省の人が
 出席している場で話し合いをします。そうすると、カルテルではなく業界指導ということになります。
  外国から見たら完全なカルテルであり、公取から見てもカルテルの疑いが強いものです。しかし、
 法律をつくって合法化し、通産省が間催している会議にすれば、ぎりぎりのところでカルテルとみな
 されにくくなります。通産省の業界指導というのは、いわば「偽装カルテル」だったといえます,
  では、偽装カルテルをつくったあとに、通産省が業界指導をできたのかというと、何もできません
 でした。指導というのは、その業界のことをわかっている人でなければできるものではありません。
  途中からは通産省の代わりに民間の人がカルテルを主導するようになります。民間の人は、自分の
 会社の都合のいいように話を持っていこうとしますから、結局、業界指導の名を借りたカルテルはす
  成り立だなくなっていきました。
  私が公取にいたころに造船業界のカルテルが認可されました。造船は運輸省が管轄しており、運輸
 省がカルテル認可を求めていました。
  業界の人たちは、状況をよくわかっていますので「カルテルをしても意味がない」といっていて、
 カルテルをやりたがっていませんでした。

  一般的にいえば、船舶の世界はグローバルです。また、造船は世界の中で一番コストの安いところ
 でつくって、船籍は別の国にしておくことが多いので、日本でカルテルをしても意味かおりません運
 輸省が強く求めたため認可しましたが、公取最後のカルテル認可になりました,
 結局、造船カルテルをつくったものの、各社は手間ばかりかかって 何の利益もないため、苦労され
 たようです。以降はカルテルの申請は一切なくなりました,

           第7節 通産省式「合法的カルテル」の栄枯盛衰 

  最終的に共販会社はすべて解散しました。各社は「カルテルをしても、自社の競争力を落とすだけ
 で、結局はうまくいかない」ということがわかったようです。カルテルのような無益なことをするよ
 りも、自社の競争力を高めたほうがいいということで、通産省主導の合法的カルテルは見向きもされ
 なくなりました。
  カルテルはものすごくメリットかおるものに思えるかもしれませんが、一時しのぎの役割しかなく、
 最終的には企業や産業を弱めてしまいました。
  私が公取にいた1980年代後半は、通産省の合法カルテルの破綻が明らかとなり、後処理のよう
 な仕事ばかりでした。
  業界を育成するためにつくられた法律は、どれも効果がなかったので次々と廃止されていきました。
  業界指導のなれの果ては、不振業界の構造改革です。特定産業構造改善臨時措置法という法律かお
 り、通産省は過剰設備の処理をさせようとしていましたが、もはや通産省のいうことなど誰も聞いて
 いませんでした。同法は1988年に廃止されました。

  幼稚産業論としては、政府による業界指導は成り立ちます。しかし、それを産業基盤の整った日本
 でやるのは無理がありました。幼稚産業を脱した一流産業国家では、産業政策において国の出る幕は
 ありません。
  もし、通産省が業界指導をやりたければ、途上国に行ってやるべきでした。途上国では業界指導が
 喜ばれますが、日本のような国でやってもうまくいきません,

      第8節 東京オリンピックの経済効果は、インフラ整備よりも貿易自由化

  高度成長期には1964年の東京オリンピック開催という大イベントがありました。東京オリンピ
 ックに向けて、日本国内では高速道路や新幹線が整備され、大きな経済効果があったといわれていま
 す。インフラが整備されたという点では、一定の効果はありました。しかし、公共投資による経済効
 果は、実はそれほど大したことはありませんでした。
  一番大きな効果は、「貿易の自由化」による経済効果です。
  オリンピックのような国際イベントを開催すると、政治家を含めてみんなの意識が外向きになりま
 す。「世界に恥ずかしくない国にしたい」と思うようになるのです,
  北京オリンピック(2008年)のことを思い起こしていただくと、東京オリンピック当時のこと
 を想像しやすくなります。
  北京オリンピックが開催されたときに、中国は北京市内の工場の操業を停止して公害を防止し、青
 空の状態にしました。町中で痰を吐く中国人も減ったといわれています。外国人に見られて恥ずかし
 くない状態にしたいという気持ちが国民に広がったのです。

  1964年の東京オリンピックのときも、似たようなことが起こりました。身近なこととしては、
 東京の町中のゴミが問題とされ、環境が美化されました。
  どの国でも国際イベントを開催するときには、政治家は外国に対していいところを見せたいと見栄
 を張りがちです。
  また、1964年の東京オリンピック開催で、政治家の意識が外向きになり、オリンピックを機に
 貿易の自由化が進みました。
  「貿易自由化を進めると輸入が増えて大変になる」という反対意見も多かったのですが、「オリン
 ピックを開催するのだから、世界に恥ずかしくない国にしなければいけない」ということが説得材料
 になり、自由化を進めることができたのです。下らない規制は世界に対して恥ずかしいということで、
 国内の規制も見直されました。

  こうしたことが起こるのがオリンピックです,
  オリンピックを契機に日本の貿易自由化は急速に進んでいきました。1960年に岸政権が「貿易・
 為替自由化計画大綱」をつくった時点では、貿易自由化率は40%でしたが、東京オリンピックを目
 前に控えた1963年には、貿易自由化率は92%にまで上昇しています。また、1964年にはO
 ECD(経済協力開発機構)に加盟して、資本の自由化も進めました。

  2020年の東京オリンピックでも同様の効果を期待できます。インフラ整備も進みますが、外国
 人硯先客を迎えておもてなしをするために通訳が増えたり、語学学習をする人が増えたりするでしょ
 う。世界に目を向ける人が増えて、様々な規制が見直される可能性もあります。
  オリンピック開催が決まると、国民が国際化を比較的受け入れやすい状態になります。「外国から
 良く思われたい」という意識が改革の原動力となり、経済活動を活性化させます,
  そういう意味では、いろいろな国がオリンピックを持ち回りでするようになれば、世界の国々がさ
 らに良くなるのではないかと思います。
 

ここまでは大きな疑問点はない。「官僚とはインテリの慣れの果て」とは世界的な思想家であり詩人であ
った吉本隆明の物言いだが、国家官僚生活を送った著者が同組織の罠(冤罪)に嵌められた経験の持ち主
からか、国家官僚組織史は辛口になるのは致し方がないと勝手な同情心を寄せているところがあるが「外
国からよく思われたい」という意識が経済を活性化させる」との独自のオリンピック論を展開させているが、デフレス
パイラルの有効なストッパーとなりうるかどうかは、「デフレスパイラル」のシステムの厳密解析の有無となる、また、
硬直した国家官僚組織の是正システムの構築も問われている。さらに、パリ万博誘致断念の情報が流れているよ
うに費用対効果(BOP)の再定義も必要であろう。

                                         この項つづく 



【読書日誌:カズオ・イシグロ著『忘れられた巨人』No.3】

 

  ある夜、妻にも同じことを尋ねてみた。「わたしも覚えていませんよ」とベアトリスは言った。
 「あなたが夢の中で作り出した女じやないんですか。あなたよりよほど背のしやんとした女房が横に
 いるのに、なぜ作り出す必要があったのかわかりませんけど」
  ほんの昨秋のことだ。そのとき、二人は真っ暗闇の中でベッドに並んで横たわり、屋根に当たる雨
 の音を闇いていた。

 「確かにおまえは年をとらないな、お姫様。だが、あの人のことは夢ではないよ。おまえだって、本
 気でしばらく考えれば思い出せるはずだ。現にほんの一月前、うちの戸口まで来て、何かいるものは
 ありませんか、あれば持ってきますけど、と親切に言ってくれたじやないか。な、覚えているだろう?」
 一持ってきてくれる?なぜわざわざ。その人は親戚か何かなの」 

 「いや、違うと思うよ、お姫様。親切で言ってくれたんだと思う。絶対に覚えているはずだ。よく戸
 口に来て、寒くないか、ひもじくないか、と気遣ってくれた」
 一だからね、アクセル、わたしが知りたいのは、なぜ無関係の女がわたしたちにだけ親切にしてくれ
 るのか、ってことですよ」

 「不思議だよな、お姫様。わたしたち二人はそのへんの村人よりよほど健康だ。なのに、病人の面倒
 を見る人がここに来てくれた。なぜ、と首をかしげたのを覚えているよ。流行り病の噂でもあって、
 それで様子を見にたのかな、とかな。だが、結局、流行り病もなくて、あの人はただ親切で見にきて
 くれただけとわかった。こうやっていま話していたら、もっといろいろ思い出したぞ。あの人はそこ
 に立って、子供たちに悪口を言われても気にしないように、と言ってくれた。確か、そうだ。で、そ
 れを最後に姿を見かけなくなった」

  「やはり、あなたの想像力のせいですよ、アクセル。でも、たかが子供が遊びの中で言うことまで
 気にかけるなんて、ばかな女!」
 一わたしもそのときそう思ったよ、お姫様。子供らは天気が悪くて外に出られず、中で瑕を持て余し
 ていただけだ。年寄り二人をいじめる気などなかった。だから、わたしは全然気にしていませんと答
 えたが、それでもあの人が親切にしてくれたことは変わらない。そうだ、蝋燭なしで夜を過ごすのは
 とても気の毒だ、とも言っていたな。覚えている」

 「蝋燭がなくて気の毒?じゃ、少なくとも一つは正しいことを言っていたわけね。見て、わたしの手
 はちっとも震えてなんかいませんよ。なのに夜の蝋燭を禁止するなんて侮辱です。蝋燭の持ち込みを
 許されてる人たちを見て!毎晩リンゴ酒でぐでんぐでんに酔っ払うわ、子供たちが部屋中走り回って
 いるわ……あれは危険じゃないの?なぜうちの蝋燭だけ取り上げるの。おかげて、すぐ廣にいるあな
 たの姿さえ見えやしない」

 「侮辱するつもりなんかないさ、お姫様。この村は昔からずっとそうやってきたんだ。それ以上のこ
 とではないよ」

 一でも、うちの蝋燭を取り上げたことがおかしいと思っているのは、あなたの夢の女だけじゃありま
 せんよ。昨日ね……一昨日だったかしら……川沿いを歩いていて、何人かの女たちを追い越したの。
 少し隨れて、もう聞こえないと思ったんでしょうね、わたしたちの噂を始めた-あのご夫婦みたいに
 ちゃんとした方々が、毎晩、盲六っ暗闇で過ごさなくちゃならないのはかわいそう、ですって。だか
 ら、その女以外にも同じ考えの人はいるんです」

 一だから夢の女ではないんだよ、お姫様。一月前にはこの村の全員があの人を知っていて、感謝して
 いた。なのに、いまはみんなが-おまえも含めて-そんな人はいなかったみたいに言う。なぜだろう」
 この春の朝、アクセルはあのときの会話を思い出しながら、赤毛の女は自分の間違いだったと認めて
 もよいような気持ちになっていた。結局、自分は老いつつある。この年になれば、ときには勘違いす
 ることだってあるだろう。だが・・・・・・だが・・・・・・じつはこれだけではないのだ。こうした首をひねる
 ような記憶はほかにいくつもあって、赤毛の女の件はほんの一例にすぎない。ではほかにどんな・・・・
 ・・?いや、いま急に問われても、残念ながらすぐには思い出せない。だが、ほかにいくつもあったこ
 とは確かだ。そう、たとえばマルタの一件とか………

  マルタというのは九歳か十歳の女の子で、小さいくせに怖いもの知らずという評判だった。周囲は
 身の毛のよだつような話をいろいろ聞かせ、やたらにほっつき歩く子はそういう目にあうよと注意し
 ていたが、マルタの旺盛な冒険心がおとなしくなどなればこそ。ある日の夕方、あと一時間もすれば
 暗くなり、霧が立ち込めてきて山腹で簑がうなりはじめるというころ、マルタの姿が同心えなくなっ
 た。悲鳴が村を駆け巡り、村人全員が顔をひきつらせて、仕事の手をとめた。しばらくはマルタを呼
 ぶ声が村中に響きわたり、大勢の足音が通路を行き来した。村人はあらゆる寝室を探し、貯蔵トンネ
 ルを探し、垂木の下の隙間を探し、子供らが遊びで隠れ家に使っている場所を探した。
 
  そんな捜索の最中、丘で群れの見張り番についていたニ人の羊飼いが村に戻ってきた。冷えた体を
 大広間の焚き火で温めながら、一人がヌエワシを見たと言った。前日、飛んでいるのを見た。二人の
 頭上で一回、二回、三回と輪を描いた。間違いない。あれは絶対にヌエワシだった………噂はすぐに
 村中に広まり、大勢の人が活を開きに焚き火の周りに集まってきた。アクセルでさえ駆けつけた。国
 にヌエワシが現れたとなれば、これは確かに大ニュースだ。ヌエワシはさま、ざまな力を持っている
 とされる。その1つが狼を追い払う力で、この国のどこかヌエワシが多く棲息する土地では、狼がま
 ったくいなくなったとも言われていた。



  最初、羊飼い二人は質問攻めにあい、ヌエワシの話を繰り返し語らされていたが、やがて、間いて
 いる村人たちの間に懐疑的な空気が漂いはじめた。

  同じような話がこれまでに何度もあったな、と誰かが言った。どの活のときも、結局は嘘っばちだ
 ったじやないか、と。ああ、去年の春にもまったく同じ活かあって、それを持ち帰ったのもこの同じ
 二人じやなかったか、と別の村人が言った。そのときも、結局、ヌエワシを見た者など誰もいやしな
 かった………羊飼いは怒り、自分たちはこれまでそんな活をしたことはない、と否定した。そのあと、
 村人たちは羊飼いの側に立つ派と、昨春のことを覚えている派に分かれ、言い争った。

  激しい口論を間いているうち、アクセルはまたあの感覚に襲われた……どこかがおかしいという、
 しつこくまとわりついてくるあの感覚。振り払おうとして、怒鳴り§いと小競り§いのつづく場を離
 れ、外に出た。空か暗さを増し、地表に霧が広がりはじめていた。しばらくそれをながめていると、
 心の中でいくつかの記憶の断片が結び合いはしめた。いなくなったマルタ、心配される危険、ついさ
 っきまでつづいていた捜索・・・・・・。だが、目覚めれば数秒後にはもう薄れはじめる夢に似て、それら
 記憶の断片もすでに薄れ、混乱しはじめていた,背後では、相変わらずヌエワシについての言い争い
 がつづいている。アクセルは頭に残る幼いマルタの姿をなんとか見失うまいと、必死に集中しつづけ
 た。突然、少女の鼻歌のような音が聞こえてきた。音の方向を振り向くと、霧の中からマルタが現れ、
 スキップしながらこちらへやってくるところだった。

  一おまえは不思議な子だ、マルタ」と、近づいてくる子にアクセルは言った。「暗闇が怖くないの
 かい。狼や鬼は?一
 「怖いわよ、おじいちゃん」とマルタは笑顔で笞えた。「でも、隠れ方を知ってるもん。パパとママ
 が心配してないといいけど。先週、すごく叩かれたばっかりだから」
 一心配?もちろん、心配しているとも。村中が君の心配で大変だ。中の大騒ぎが聞こえるだろう?あ
 れもみんな君のためだよ、マルタ」

 マルタは笑い、「やめてよ、おじいちゃん一と言った。「村中が心配してるなんて。騒ぎは聞こえる
 けど、あれはあたしのことで騒いでるんじゃないわ」、言われてみれば確かにそのとおりだ、とアク
 セルは気づいた。中から聞こえてくる声は、マルタのことでなく、まったく別のことで言い争ってい
 る。
  もっとよく聞こうとして入り口の方向に体を傾けると、張り上げた声が奇妙な言葉を繰り返してい
 るのがわかった。ヌエワシ……? とたんに、心に羊飼いとヌエワシのことがよみがえってきた。な
 ぜそんな話になっているのか、いきさつをマルタにも説明してやるべきだろうかと思案した。だが、
 その間にマルタはまたスキップを始め、さっさと横を通り過ぎて中に入っていった。

  アクセルもマルタにつづいて中に入った。少女の無事な姿を見れば、みなほっとし、大喜びするだ
 ろう。それを見たかったし、正直に言うと、一緒に入っていけば、少女の帰還に自分が一役買ったと
 思ってもらえるのではないかという期待もあった。だが、大広間に入ると、そこでは村人たちがまだ
 羊飼いの証言をめぐる言い争いに熱中していて、入ってきた二人に目をくれる人はほとんどいなかっ
 た。さすがにマルタの母親は焚き火を離れ、二人のところへ来たが、一こんなところにいたの。ほっ
 つき歩いちやだめって、何度言ったらわかるの」と叱っただけで、また、火の周りでつづいている荒
 っぽいやり取りに戻っていった。それを見て、マルタは「ね、言ったとおりでしょ?一とでも言うよ
 うにアクセルに笑いかけ、友達を探しに影の中に消えていった。

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


ヌエワシ?鵺鷲?白襟禿鷲?それとも白肩鵰?結局最後までわからなかった。「その国から出発して東へ
と向かいました。浪速の渡(ナミハヤノワタリ)を通って白肩津(シラカタノツ)に船を泊めました。そ
のときに、登美(トミ)の那賀須泥毘古が兵を集めて待ち受けていて、戦争になりました」(神武東征神
話)なども連想したが、このままにして先に進む。

                                        この項つづく

 ● 今日のニュースで英会話

たまりにたまった宅e英会話。ネット3時間だが、理解はいまいち。補習授業を明日に設定。英語タイト
ルの'GENIUS' TRUMP SLAMS 'FIRE AND FURY'は「『天才』トランプ(大統領)が『炎と怒り』を酷評」。
"Fire and Fury"は本のタイトル。アメリカのドナルド・トランプ大統領は、トランプ政権の内幕を描いたと
する本の中で、側近らから大統領としての適性を疑問視されていると指摘されたことをめぐり、ツイッタ
ーで反論。

Donald Trump has slammed suggestions in a new tell-all book that he's mentally unfit to be president.
He says the book is a "work of fiction" and describes himself as a "very stable genius."
 "Fire and Fury" went on sale Friday. It quotes White House aides who question Trump's competence.
Author Michael Wolff says all the people around the president doubt his intelligence and fitness for
office.  Trump tweeted that his two greatest assets are mental stability and being smart. He says he went
from being a successful businessman to top TV star and then to the presidency. Trump says that shows
he's not only smart but a genius. The president has questioned Wolff's.

 Wikipedia

 

ビバ!蓄電池革命

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

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

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

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

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

      
     No.137

Jul. 21, 2017

 【ビバ!蓄電池革命:最新全固体型蓄電池技術】

● 高品質蓄電池の技術課題

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

 May 10 ,2017

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

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

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

 株式会社日本マイクロニクス


● 二次電池にも量子電池!

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

【概要】

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

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

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

【符号の説明】

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

Jan. 9, 2018


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

 【概要】

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

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

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



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

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

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



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

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

先行技術文献

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

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

発明の効果

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

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

● ソーラータイル事業篇:KURO-for Europe

  Jan. 25, 2018

 

  ● 今夜の一曲

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

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

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

                                 歌  小林 幸子
                                作詞: 星野 哲郎
                                作曲: 遠藤  実

 

 

キャサリンが似合うキョドコ

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

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

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

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

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

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

       
     No.138

【サーモタイル事業篇:高出力フレキシブル熱電モジュール】

 

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

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

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

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

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


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

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

 

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

【概要】 

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

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


【符号の説明】

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

 



● IoTの電力を担うエネルギーハーベスティングの可能性と課題



※ 電力の新潮流 集中電源から分散電源

    Jan. 25, 2018

※ 株式会社Eサーモジェンテック

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

  Jan.25, 2018

【極小のエアロゾル粒子でも嵐を引き起こす? 】

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

 Jan. 26, 2018

  Sep. 3,2012

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





【トレンディドラマが面白い!キャサリンが似合うキョドコ】

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

 



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

                                           

 


ヤーコンを大集成

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

                                  
   
        ※ 集 大 成:伯夷はいかがわしい女を見ると目をそむけ、みだらな
         音楽には耳をふさいだ。同様に、立派な君主でなければ仕えず、立
         派な人民でなければその上に立とうとはしなかった。太平の世には
         政治をあずかったが、乱世には隠遁した。伯夷には暴政のもとで暴
         民がのさばる世に留まるのはがまんならなかった。それは礼装して
         ぬかるみの中に坐るようなものと思えた。それゆえ、殷の紂王の時
         代には、遠く北方の海辺に庵を結び、世の混乱が治まるのを待った
         のである。このような伯夷の身の処し方は、どんな欲張りにも私欲
         をつつしませ、どんな意気地なしをも発憤させずにねかない。
 
         いっぽう伊尹は、「どのような君主に仕えようと、君主は君主だ。
         どのような人民の上に立とうと、人民は人民だ」こう言って、太平
         の世にも、乱世にも紋冶にあずかった。伊尹は、また、こうも言っ
         ている。「そもそも、天はこの世に人間を生み出したとき、先んじ
         て真理を自覚した者が、後れている者の自覚をうながすようにした
         のだ。わたしは天の生んだ先覚者だ。だからわたしは、堯・舜の道
         によって後覚の人民を教え導くのである」

         伊尹は、天下万民の中に売・舜の世と同じ恩沢に浴さぬ者が一人で
         もいれば、自分がその者をドブにつき落としたかのように感じた。
         自らに、天下を双肩に担う大任を課していたからである。また、柳
         下京は悪名高い君主に仕えることをいささかも恥とせず、その下で
         どんなにつまらぬ官職にもついた。力を出し惜しみすることなく、 
         積極的に自分の信ずる道を進んだ。そのために官職を迫われても恨
         みを抱くことはなく、貧乏のどん底につき落とされてもうろたえる
         ことはなかった。

         柳下京は悪紋下の人民ともこだわりなくつき合った。人民を見捨て
         てしまうに忍びなかったのだ。「おまえはおまえ、おれはおれだ。
         おまえがおれの目の前で裸をさらしたとしても、おれがけがれるわ
         けではない」これが柳下京の基本的な態度だ。このような柳下京の
         身の処し方は、どんなに心のせまい者をも寛大にし、どんな薄情者
         にも人情味をもたせずにいない。さて、それでは孔子はどうだった
         のか。いったん斉に見切りをつけたら、吹きかけのめしもそのまま
         に立ち去っていった。

         だが、魯を去るときには、「ぐずぐずして、なかなか出発できなか
         った」と述懐している。両親の国を離れるのだから、それが当然と
         いうものだ。速やかに去るべきときには迪やかに去り、長く留まる
         べきときには長く留まる。野にあるべきときには野にあり、仕官す
         べきときには仕官する。これが孔子の身の処し方だ。

         伯実は廉潔一筋に生きた聖人、伊尹は天下の重みをT身にひき受け
         た聖人、柳下恵は周囲との調和に生きた聖人だ。これに対して孔子
         は、臨機応変、そのときどきにかなう最善の身の処し方を示した。
         すなわち、孔子こそは三人の聖人の長所を一身に集めて大成した聖
         人である。集めて大成するとはどういうことか。鏑の音にはじまっ
         て玉器の音に終わるオーケストラがそうだ。オーケストラの場合、
         はじめに鐘が曲のモチーフを興す。そのモチーフを他の楽器がそれ
         ぞれの音色に奏で、最後に玉石がしめくくる。この例でいえば、モ
         チーフを列すのが智、モチーフをしめくくるのが聖である。智は個
         々の技術だが、聖はその根抵にある力だ。たとえば、百歩も賜れた
         ところから的を狙うとしよう。命中するかどうかはわからないが、
         そもそも的まで矢をとどかせるのは力なのだ。

       〈集めて大成した〉今日使われている「集大成」という語の出所である。                
       〈伯 夷〉孤竹国の王子といわれる。周の武王が殷の糾王を力によって
            討伐することに反対して、「周の粟を食まず」と首陽山に身
            を隠し、薇を食って露命をつないだが、ついに餓死した。し
            はしば清廉な生き方の扁形とされる。
       〈柳下恵〉魯の賢人、展禽(てんきん)のこと。柳の下に住み、恵とお
            くりなされたので、柳下恵と呼ばれる。         

  

      
     No.139

【バイオマス事業篇:バイオガス発電型嫌気性廃水処理システム】

 

1月18日、住友重機械エンバイロメントは、梅加工食品の大手である中田食品からバイオガス発電型
嫌気性廃水処理システムを受注。梅調味廃液の浄化工程で発生するバイオガスから360キロワット(kW
)の発電ができる。 従来、梅調味廃液は糖分が高く嫌気処理設備には不向きとされていたが、同社は
独自技術でこの問題を解決した。今回の計画では、中田食品が2019年1月をめどに和歌山県上富田町で
「中田食品バイオガス発電所」を新設。自社と地域で発生する梅調味廃液を受け入れ、嫌気処理設備「
バイオインパクト」で浄化し処理工程で発生するバイオガスで発電を行う。梅加工業は中小の企業が多
く、梅調味廃液の処理費用が大きいことが業界内での課題となっていた。和歌山県および上富田町もこ
れまでさまざまな処理方法を検討しており、今回の計画についても積極的な支援があったという。本バ
イオガス発電システムの導入によって、廃液の嫌気処理が可能になったことから従来の活性汚泥に比べ
低コストで処理でき、再生可能エネルギーの固定価格買取制度(FIT)を活用した売電との相乗効果で
処理費用削減が期待できる。

 Jan. 18, 2018

❏ 事例:特許6005547 メタン発酵システム及びメタン発酵方法  


【符号の説明】

1…メタン発酵システム、2…メタン発酵設備、3…好気処理槽、4…酸生成槽、5…メタン発酵槽、
L5…ライン

【概要】 

コストを抑制しながら、メタン発酵設備におけるメタン発酵の効率を高め、有機性排水中の有機物の除
去率を向上させることができるメタン発酵システム及びメタン発酵方法を提供することを目的とする。
導入される有機性排水を第1の酸生成菌で処理して酸を生成させる酸生成槽、及び、酸生成槽からの処
理水が導入され処理水をメタン発酵させるメタン発酵槽を有するメタン発酵設備と、第2の酸生成菌が
含まれる好気汚泥を収容し好気処理する好気処理槽と、好気処理槽から好気汚泥の一部を酸生成槽又は
その上流へ供給するラインと、を備えるメタン発酵システムを提供する。

このメタン発酵システム及びメタン発酵方法では、好気処理槽に収容されている好気汚泥の一部を酸生
成槽又はその上流へ供給することにより、好気汚泥に含まれる第2の酸生成菌が酸生成槽内に移送され
る。これにより、酸生成槽内の第1の酸生成菌のみでは分解することが困難であった難分解性の基質が
第2の酸生成菌により分解されるため、酸生成槽内での有機酸の生成効率が高まる。そして、有機酸の
生成効率が高まることにより、メタン発酵槽内でのメタン発酵の効率を高めることができる。また、こ
のメタン発酵システム及びメタン発酵方法では、既存の槽構成及び好気汚泥を利用するため、新たな薬
液タンクを設けたり、特別な添加剤を用いたりする必要もない。すなわち本発明のメタン発酵システ
ム及びメタン発酵方法によれば、コストを抑制しながら、メタン発酵設備におけるメタン発酵の効率を
高め、有機性排水中の有機物の除去率を向上させることができる。

ここで、メタン発酵設備と好気処理槽とは、直列に配置されていてもよいし、並列に配置されていても
よい。すなわち、好気処理槽は、メタン発酵設備の後段に配置されメタン発酵槽からの処理水が導入さ
れるものであってもよく、好気処理槽は、メタン発酵設備と並列に配置され、有機性排水を導入して好
気処理し、好気汚泥の一部を酸生成槽又はその上流へ供給するものであってもよい。いずれの態様であ
っても上記効果が奏される。また、上記メタン発酵方法において、供給工程により供給される好気汚泥
の量は、酸生成槽に導入される有機性排水の1体積%以下であることが好ましい。これによれば、メタ
ン発酵設備におけるメタン発酵の効率が一層高められる。

【発明の効果】

本発明によれば、メタン発酵設備におけるメタン発酵の効率を高め、有機性排水中の有機物の除去率を
向上させることができるメタン発酵システム及びメタン発酵方法を提供することができる。

❏ 事例:特開2018-008269  生物学的水処理用の縦軸型曝気撹拌装置及び曝気撹拌装置
              の交換方法 タン発酵システム及びメタン発酵方法

【概要】

下図1のように、横軸型曝気撹拌装置の取り付け口から、前記取り付け口の大きさよりインペラの直径
の方が大きい縦軸型曝気撹拌装置をオキシデーションディッチ槽の内部に導入し、横軸型曝気撹拌装置
を縦軸型曝気撹拌装置に取り換えることで、インペラ43及びシャフトを有した生物学的水処理に用い
られる縦軸型曝気撹拌装置において、前記シャフトはインペラ43が付いた第一シャフト41と、第一
シャフト41に連結される第二シャフト42に分割される縦軸型曝気撹拌装置。

本願第1発明の縦軸型曝気撹拌装置によれば、インペラが付いた第一シャフトを架台から分離して、横
軸型曝気撹拌装置用の取り付け口とは別の大きな開口部からオキシデーションディッチ槽内に導入した
後、前記取り付け口の内側から架台に取り付けることができる。そのため、横軸型曝気撹拌装置用の取
り付け口をインペラが通過できるような大きさに加工することなく、縦軸型曝気撹拌装置をオキシデー
ションディッチ槽に取り付けることができる。

本願第2、第3発明の縦軸型曝気撹拌装置によれば、第一シャフトの軸方向の長さがインペラの直径よ
り小さいため、インペラを垂直方向に立てて導入することで、インペラが付いた第一シャフトを横軸型
曝気撹拌装置用の取り付け口から直接導入することができる。そのため、インペラが付いた第一シャフ
トをオキシデーションディッチ槽内で移動させる必要がなく、取り付ける作業が簡易なものとなる。
また、インペラが付いた第一シャフトをオキシデーションディッチ槽内で移動させる必要がないため、
オキシデーションディッチ槽から被処理水を抜くことなく、縦軸型曝気撹拌装置を取り付けることも可
能である。本願第4発明の曝気撹拌装置の交換方法によれば、非縦軸型曝気撹拌装置用の取り付け口を
通して、非縦軸型曝気撹拌装置を縦軸型曝気撹拌装置に交換することができるため、オキシデーション
ディッチ槽内の被処理水を抜く工程を省略することができる。

 

【符号の説明】

1  オキシデーションディッチ槽、2  周囲壁、3  区画壁、4  縦軸型曝気撹拌装置、41  第一シ
ャフト、42  第二シャフト、43  インペラ、5  バッフル板、6  天井部、7  取り付け口、8 
横軸型曝気撹拌装置、9  開口部、10  架台、A  直線水路、B  循環水路

ところで、バイオマスのエネルギー変換率は20%とされている。これを「エネルギー理論限界率」と
すると、水力は90%、太陽光は90%(現在の実績では50%)で、風力は59%である。しかし、
バイオマスの優れた特徴は、カーボンニートラルと貯蔵できる2つの側面から見れば、水力や風力、太
陽光はダム、蓄電池を含めたシステムの比較評価が前提となる。

 Jan. 30, 2018

【バイオマス事業篇:雑草で発電するシステム】 

1月30日、名城大学の研究グループは、雑草から生産したメタンガスでガスエンジンを燃焼して発電
するシステムを開発した。雑草を刈り取って土壌に混入、水を湛(たた)えた後にシートで覆う。酸素
が無い状態で微生物発酵し、バイオメタンガスを生産する仕組み。ガス貯蔵や供給、エンジン始動など
の自動化システムを開発し、2020年をめどに実用化を目指す。雑草は水田のようなところで発酵させ、
ガスを袋で吸収し、パイプでガスエンジンに供給する。エンジンはメタンガス向けに最適制御をかけて
おり、供給電力は出力約800ワット。雑草由来のメタンガス生産システムは、材料の処理や分別が不
要。このため、ほかのバイオマスエネルギー生産で必要になる固液分離装置や炭化装置などの大規模な
設備を導入せずに構築でき、コストを低減でき、また、バイオマス原料供給の安定性や、有害物質がほ
とんど発生せず、ガスエンジンは、コージェネレーション(熱電併給)システムとしての活用できる。
熱で湯を沸かし、農業用ハウスに電気とともに供給してハウスの温度制御に活用、園芸作物などの栽培
に生かせる。同グループは、稲わら1キログラムから濃度60―70%で310リットルのバイオメタ
ンガスを生産し、発電する技術を確立、これを雑草にも応用した。適用範囲の拡大で普及促進につなげ
る方針。

❏ 事例:特許5851790 微粉砕稲ワラの急速嫌気発酵処理によるエネルギー回収方法法 

【概要】

例えば農業における稲ワラや籾、あるいは調理又は食事の際に出る有機性残渣等は、単に廃棄され、埋
め立てられ、又は焼却処分されてきた。しかし、近年、大気中の炭酸ガス濃度の増大に基づく地球温暖
化の問題がクロースアップされ、化石燃料の枯渇化の危惧等もあって、上記のような各種有機性廃棄物
の有効利用が注目されている。各種有機性廃棄物の内、農業系の有機性廃棄物、とりわけ稲ワラは、我
が国等においては巨大なバイオマスを構成する。湛水状態の水田土壌では稲ワラが嫌気発酵を受け、極
めて緩徐ながら嫌気発酵ガスを生成することが知られている。しかし、湛水上に浮上する嫌気発酵ガス
は非常に少量であって、その発酵ガスを積極的に利用しようとする提案は、従来、ほとんど行われてい
ない。

下図のように、長径が9mm以下である切片に微細化した稲ワラを湛水状態の水田土壌中に混入して嫌
気発酵に供し、生成した発酵ガスを前記水田土壌の上面に設置した密閉容器によって捕集するとともに
、捕集した前記発酵ガスを配管系により前記水田土壌中に循環させて噴出させることにより、前記水田
土壌中に滞留している前記発酵ガスを湛水上に浮上させて前記密閉容器によって捕集することを特徴と
するエネルギー回収方法――稲ワラに対して添加物を混合することなく、しかも高品位のバイオマスエ
ネルギーを回収できる嫌気発酵によって稲ワラの発酵効率を劇的に向上させる手段が提供される。また、
湛水状態の水田土壌に内包されている大量の嫌気発酵ガスを高効率に回収できる手段と、湛水状態の水
田土壌における稲ワラの嫌気発酵効率を劇的に向上させる手段を提供する。

【符号の説明】

1  水田  2   水田土壌  3   湛水   4   密閉容器   5   気泡  6   発酵ガス貯留用タンク  7a  幹パイプ
7b   分岐パイプ  7c  枝パイプ   8   切り替えバルブ  9    噴出ジェット   10   噴出用パイプ   11   太
陽光発電装置

 ❏ 事例:特許5851790 微粉砕稲ワラの急速嫌気発酵処理によるエネルギー回収方法法 

【概要】

下図3のように、簡易な構造で低圧ガスを良好に貯蔵及び供給することができるガスタンクで、ガスタ
ンク10は、上端に上下方向に開口する開口部を有し、水を貯留する水槽11と、上方から開口部を介して
水槽11内に挿入され、下端部が開口して水槽11内に連通し、ガスを貯蔵してその貯蔵量に応じて上下動
する浮きタンク15と、浮きタンク15内にガスを流入させる流入管17と、流入管17の途中に設けられた第1
開閉弁V1と、浮きタンク15内に貯蔵されたガスを流出させる流出管19と、流出管19の途中に設けられた
第2開閉弁V2と、両端部が垂れ下がり、一方の端部の上下動に応じて他方の端部が上下動し、一方の端
部に浮きタンク15を連結したロープ23と、ロープ23の他方の端部に連結された錘27とを備えている。


【符号の説明】

3 回収管(3A 枝管、3B 本管、3C…連結管)6 供給管 10,110 ガスタンク
11 水槽 11A 開口部   15 浮きタンク 17 流入管 19 流出管 23 ロープ
27 錘 29 表示部(29A…メモリ、29B…指針)  V1 第1開閉弁 V2 第2開閉弁
T1,T2 温度センサ(T1 第1温度センサ、T2 第2温度センサ)
 Jan. 10, 2016
Energy & Environmental Science (2015), 8, 2093-2117, doi:10.1039/C5EE01283J

『2018年度版:エネルギーフリー社会を語ろう!』


2015年12月29日のこのブログ『カサブランカの一人鍋』の「2015年から未来を見つめるⅠ」でスタ
ンフォード大学のジャコブソン・スタンフォード大学市民環境工学教授らの研究グループの「米国の再
エネ百パーセント計画提案」(同月31日には「2015年から未来を見つめるⅡ」を掲載)を紹介、翌
年02月20日には「再エネ百パーセント時代: 太陽の国の電気自動車」を連載開始、さらに、2016年04月
から『エネルギーフリー社会を語ろう!』を連載する。ところで、その掲載の動機は「RE100」の発足
――国際環境NGOのThe Climate Group(TCG)が2014年に開始したイニシアチブです。The Climate Group
は2004年に、当時の英国ブレア首相の支援を受け、英国ロンドンに設立されました。The Climate Group
は今では、英国の他、米国、インド、中国、香港などの支部を置き、世界中から数多くの企業や州政府、
市政府が参画。The Climate Groupが、国連総会の時期に合わせ毎年9月に開催している年次報告会が「
Climate Week NYC」です。そして2014年の「Climate Week NYC」の中で、RE100プロジェクトが発足す
る。Climate Week NYCの各イベントは、参加企業の代表がRE100プロジェクトへの新規参入を表明する
場となっている――に刺激されたものであった。

Tesla's new Solar Roof is actually cheaper than a normal roof  Aug. 1, 2017
 

 予測を超えた成長.太陽光発電 Jan. 29, 2018

● 世界の太陽光コストは2020年までに半減、化石燃料を下回る

このように、2010年02月01日に、NPO「環境工学研究所 WEEF」のサイトを初公開以来、今年で丸8年
を経過。その間、2011年03月11日の東日本大震災及び福島第一原子力発電所事故に罹災を経験。以降、
独自の縮原発論(参考:まずはリアルな「縮原発」から「新エネルギー庁」の創設を、東洋経済オンラ
イン、2012.01.29)を展開し、太陽電池を中心として再生可能エネルギーに関連する調査研究を主に環
境工学システムの視座から開始。その間、世界のエネルギー潮流はパリ協定(Paris Agreement)― 第21
回気候変動枠組条約締約国会議(COP21)が開催されたパリにて、2015年12月12日に採択された、気候
変動抑制に関する多国間の国際的な協定――に象徴される流れの中、日本政府はいまだに原子力発電や
石炭火力発電に固執する「ベストミックス政策」に固執し、原子力発電製造販売する東芝は経営危機に
陥り、シャープを代表する太陽光発電の国内メーカは世界市場から脱落するなか、2018年01月13日、世
界150カ国以上が加盟するIRENA(国際再生可能エネルギー機関)が、「再生可能エネルギーの2017年
の発電コスト
」(2010年から現在までの約7年間で、太陽光発電のコストは73%、陸上風力発電のコ
ストは約25%に逓減し、再生可能エネルギーは着実に競争力のある電源になりつつあること)を公表
するに至る。

陸上風力、太陽光、洋上風力、集光型太陽光の発電コスト推移 出典:IRENA

予測を超えた成長.風力発電 

● 3百万平方キロメートル海洋風力発電所で全世界の電力が賄える

2017年02月09日、カーネギー科学研究所のグループの調査によれば、北大西洋の海洋風力発電は海上で
の平均風速は理論上、陸上風力タービンの5倍以上のエネルギー変換が可能で、風力タービで再生可能
エネルギー創出できるが、これまで実際に電気量増加できるか不明であった。陸上風力発電所の最大発
電効率限界が存在する。大西洋海洋の大気が、内陸の大気よりも、より多くのエネルギーを取り出せる
ことを実証。この原因は主に、大量の熱が北大西洋――特に冬の間大気に――放出され海洋環境の風力
発電の方が、地上の風力発電所より高い発電レートを維持することができる。風力発電の風力タービン
は、連続的に表面風の運動エネルギーを電気に変換、風力から運動エネルギーを消費し、風力原則させ、
風力発電の発電量を決定する。これまでのい研究では、大規模な風力発電での陸上発電の割合は、1平
方メートルあたり約1.5ワットであるが、海洋環境の潜在的な風力発電所の発電レートをモデル化し、
季節変動するのにもかかわらず、年間発電電力量が1平方メートル当たり6ワット超の地域であること
を特定する。また、シミュレーションでは、海洋の特定領域で、海洋上の大気循環パターンは、海洋表
面で利用可能な限られた運動エネルギーとは対照的に、風力発電は、上層の対流圏の運動エネルギーを
も活用可能であることを示唆。内陸部で観測された風力発電量3倍の風力発電を維持している。この成
果から、商業規模の海洋風風力タービンで、約300万平方キロメートルの広範囲の海洋風力発電は、
現在の世界の年間エネルギー需要である18テラワットが供給できると推測している。因みに、地球の
総海洋面積は、約3億6106万平方キロメートル故、3百万平方キロメートルは、約0.83%である。

 リバプール沖に世界最大の風力タービン稼働

REN21 2017年度版
● エネルギー消費量と変換技術の変遷と現状

1882年以来発電所で発電が行われている。 発電機を駆動するために1883年に蒸気タービンが発明され、
世界の電力消費が大幅に増加。2008年の世界の電力生産量は、20.279 ペタワット時 (PWh)。この数
値は、年間平均2.31 TWの平均電力に相当。 発電所の発電効率はおよそ30~50%、この発電に必要な総
エネルギーは約2~3倍。 従って、発生電力は5TW程度となる。これは15 TW( 世界のエネルギー消費
量を参照 )の総エネルギー消費量の約3の1に相当する。

【まとめ】 2016年、自然エネルギーの導入量は増加、必要な投資額は減少 2016年、世界176カ国が自然エネルギーの達成目標を設定。34カ国(前年比2倍以上)で自
然エネルギーの入札を実施。 2016年、自然エネルギーの新規導入量は161GW、新記録達成。世界全体の累積設備容量は
2015年比で約9%増。 新規の自然エネルギー発電設備への投資額は2,498億米ドルに達し、5年連続で、火力発電
設備への投資額の約2倍となった。 世界経済が3%成長し、エネルギー需要が増加したにもかかわらず、2016年のエネルギー部
門による世界のCO2排出量は、3年連続で前年と同じ水準を維持。

以上、前述のスタンフォード大学の研究グループの提案のごとく、風力・水力・太陽光発電で電力需要
をグリッドパリティを実現し、百パーセントまかなえるとの予測に従い、今後は、さらに、ゼロウエス
ト(廃棄物ゼロ)運動とセットで、高性能蓄電池事業とセットで各エネルギータイリング事業の高き目
標達成に向けロック・オンさせるスタートアップの年度となる。共に頑張りましょう。

  ● 今夜のアラカルト


【雪降る中ヤーコンが黒猫で届く】

 


土曜の「青空レストラン」を視ていた彼女が通販で富山から取り寄せたヤーコンをが、アマゾンから賃
上げに成功した大和運送が雪降る中、宅配され早速金平牛蒡風にアレンジ夕食に料理し戴く。食感が特
徴がありパウダーにされて販売もされているので保存性も高い。ただレシピがさほど多くないようだ。
フラクトオリゴ糖のバルクなのでシロップやサラダmあるいはお茶などとして使われている。健康には
いいので蒲鉾などの練り物、お好み焼きや麺類の小麦・そば・米の増量材、バインダーなどとし商品開
発でできそうな感触をえる。時間があればまた厨房に立つこともあるだろう。ペール→北朝鮮→日本に
伝わってとされていることも面白いと思いながら、可能性の大きさに思いを馳せる。




  

創作:サーモンとエビのヤーコンマリネ(Yacon root with salmon and tiger prawns)

 

 

 

 

 

 

 

マスタード油混合燃料ジェット

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

                                  
   
        ※ 交友について:万章が孟子にたずねた。「交友についてお聞かせいた
         だけましょうか」「年長であるとか、身分が高いとか、身内にえらい
         人がいるとか、そんなことを鼻にかけないで交際することだ。要は、
         相手の心の徳を友とするのだ。ほかのことを鼻にかけてはいけない。
         孟啓子は大臣の家柄で、五人の友人があった。楽正裘(がくせいきゅ
         と)牧仲と、あとの三人の名は忘れ たが、ともかく孟庶子がこの五
         人と交際するときは、自分の家柄を度外視していた。友人たちのほう
         でもそうだった。もしそうでなければ、孟猷子はかれらと交際しなか
         ったろう。こういう例は大臣の家だけにあるのではない。小国の君主
         にもある。費の恵公がそれだ。かれはこうう言っている。『子息(孔
         子の孫)はわたしの先生である。顔般はわたしの友人である。王順と
         長息はわたしの家来だ』

         小国の君主だけではない。大国の君主にもそういう人がいた。たとえ
         ば晋の平公だが、かれは亥唐を訪問したとき、亥唐にお入りください
         といわれて入り、お坐りくださいといわれて坐り、おあがりください
         といわれて食べた。しかも、玄米飯であろうが菜葉汁であろうが、い
         つも満腹するまで食べた。そうしないと賢者に対して失礼になると考
         えたのだ。ただし、平公の場合はそれだけにおわってしまった。天か
         ら授かった地位、封禄を、亥唐とともに分かち合うことまではしなか
         った。これでは、士が賢人を敬う態度であって、王侯が賢人を尊ぶ態
         度ではない。

         聖人堯は、自分の息子九人を舜に仕えさせ、二人の娘を舜にめあわせ
         た。そのうえ百官、牛車、穀倉を贈って舜のくらしを助けた。そうし
         てのちにかれを高い位につけた。これこそ王侯が賢人を尊ぶ態度であ
         る。また舜が訪ねてきたとき、見はこの女婿に控えの館を提供し、た
         がいに饗宴を催して客となり主人となった。これは天子でありながら
         平民を友とした例である。身分の低い者が身分の高い者をうやまうの
         が、貴人への敬意であり、身分の高い者が身分の低い者をうやまうの
         が、賢人への敬意である。貴人を尊ぷのと、賢人を尊ぶのとは一つの
         道理だ」

         〈亥唐〉春秋時代の賢人。最後まで仕官せず、貧民窟に隠棲していた。
         この話は、平公が、礼を厚くして彼を迎えようとした時のことである。

         【解説】金の切れ目が縁の切れ目。こうなるのは、金を鼻にかけて交
         際するからである。富貴権勢を忘れて相手の徳を友とすれば、たとい
         富貴を失っても友を失わずにすむ。 

      
     No.140

【バイオマス事業篇:世界初のマスタード油混合燃料ジェット】

 Jan. 30, 2018

1月30日、世界で初めてボーイングドリームライナー(Boeing Dreamliner)787-9 を定期旅客サービス
(QF96)の15時間のフライトで使用し、同じ LAからメルボルンへの通常の飛行に比べ、カーボン排
出量を7%削減。ジェット燃料によるポンドと比較し、カリナタ(アブラナ属:マスタード種子)バイ
オ燃料は、燃料のライフサイクルにわたり80%の二酸化炭素排出量を削減する。毎年小麦栽培する農
家は、2または3年毎ごとにマスタード種子を栽培し、圧搾油を航空燃料用に販売できる。現在処理さ
れている多くのバイオディーゼルは、魚やチップショップなどの廃油を使用するが、安定して供給する
ことができない。1ヘクタールの作物を使用し、400リットルの航空燃料または1400リットルの
再エネディーゼル油を生産できる。2012年、カンタスとジェットスターは、シドニーからアデレー
ドへ、メルボルンからホバートへ調理用廃油を50%の混合燃料油を、オーストラリア初の国内バイオ
燃料の実証フライトを実施。

これまで、世界中の他の航空会社も、バイオ燃料を商業飛行に組み込む進めているが、2011年、ア
ラスカ航空は類似の調理用オイルブレンドで75便を選択し、オランダ航空KLMは2013年にニューヨ
ークとアムステルダム間で毎週バイオ燃料を運航している。カンタス航空は、米国企業SGプレストンか
ら供給される、20年までにロサンゼルスを拠点とするすべての航空便に、再生可能燃料の形態(必ず
しもカリナータ由来ではない)を使用する。航空会社は、火曜日の飛行のためにカリナタ由来の燃料を
抽出したカナダのAgrisoma Biosciences社と提携し、近い将来オーストラリアのバイオリファイナリーを
設立することを目指す。現在の燃料仕様では、バイオ燃料ブレンドは50%に制限されているが、将来、
百%バイオ燃料飛行が可能になる。2017年の推定によると、全飛行距離は50年までに4倍になる
と予想しているが、飛行距離は全二酸化炭素排出量の2.5%を占める。

ここで、ブラッシカ・カリナタ(Brassica carinata)は、休閑地機能とし、定期的な作物周期の間に栽培
でき、水利用効率が高い。カリナタから作られたバイオジェット燃料――正確には、不飽和カルボン酸
誘導体混合物、例えば、大豆油、オリーブ油、ヒマシ油、ヒマワリ油、落花生油、トウモロコシ油、パ
ーム油、ジャトロファ油、クフェア油、アブシシカ(abyssinica)、アブラナ属(Brassica carinata)、
アブラナ属(Brassica napus)、レスケレラ(Lesquerella)および他の一価不飽和酸含有油など――は バ
イオ燃料用の油と動物栄養タンパク質の双方の供給を行い土壌を強化でき、カンタス航空は、家畜、家
禽、乳製品市場向けに高タンパク食品に販売できる。また、1ヘクタールの種子から2千リットルの油
を生産、それは4百リットルのバイオ燃料を生産し、1400リットルの再生可能なディーゼル燃料を
生産できる。  

 

因みに、バイオ燃料は第2世代の開発研究段階に入っており関連する最新の特許技術事例3件を記載し
ておくが、より生産性の高い不飽和カルボン酸誘導体混合物の開発――例えば油脂分濃度が高い新種改
良法として3つの――❶従来の育種法、❷下記のユーグレナ製造方法のような突然変異誘導型育種法、
❸より直接的な遺伝子組み替え法――があり、これらは、燃料向け/食品・医療品向けにおいての生態
系/環境紊乱リスク後者に従い高まる懸念がある。これ以上のことに踏み込むには知識がなく、研究課
題として残件となる。いずれまとめて考察事にする。

❏ 事例:特開2017-184699  油脂高含有ユーグレナの製造方法 

【概要】

バイオ燃料の原料となる油脂の含量が高められた油脂高含有ユーグレナの製造方法を提供にあって、下
図のように、変異原を用いて、ユーグレナ生細胞の突然変異を誘発する突然変異誘発工程と、突然変異
誘発工程を経た細胞を、細胞内脂質を染色する蛍光試薬で染色した後、蛍光標識細胞分取により、染色
した細胞から所定の強度以上の蛍光強度を有する細胞を分取して、突然変異で細胞内油脂含量が高めら
れた変異体を濃縮する変異体濃縮工程と、変異体を培養する変異体培養工程と、を行う油脂高含有ユー
グレナの製造方法である。



微細藻類由来の生物学的製剤は、産業界及び学界において注目を集めてきた。微細藻類は、高等植物よ
りも高効率で光合成を行い、従来農業利用されてきた土地を用いずに培養可能である。微細藻類のこの
ような特徴から、ヒト及び他の動物の代替食物源として期待されており、これまで栄養価の高いArthro-
spira及びChlorellaのような微細藻類の大量培養が実現されている。大量培養された微細藻類からのバイ
オマスは、栄養補助食品,医薬品及び化粧品に用いるためのβ-カロテン,アスタキサンチン及び多価
不飽和脂肪酸等の化学物質源としても利用されている。更に、微細藻類の多くの種は、窒素欠乏のよう
な栄養条件下及び環境条件下において、油脂を生産し貯蔵することが知られている。未解決の技術的課
題は多く残っているが、次世代のエネルギー源として、大量培養された微細藻類の蓄積する油脂から経
済的に維持可能なバイオ燃料を製造することが、大いに期待されている。

単細胞原生生物であるユーグレナは、既に食用利用されている微細藻類の一つである。ユーグレナのう
ちE. gracilisは、栄養価が高く、窒素欠乏時は貯蔵多糖として、パラミロン(結晶状のβ-1,3-グ
ルカン)を蓄積することが知られている。最近の報告では、パラミロンが、肝保護,アトピー治療,結
腸癌抑制等の機能性を有することが示唆されている。このような特徴に基づき大量培養されたE. gracilis
が、機能性食品やパラミロンの原料として、商業的に供給されている。E. gracilisはまた、低酸素状態に
おいて、細胞内のパラミロンを消費して酸素なしにエネルギーを獲得することも知られている。このプ
ロセスには、ワックスエステル(主に、C14:0飽和脂肪酸であるミリスチン酸及びミリスチルアルコール
から構成されるエステル)の生成が付随して起こる。脂肪酸及びアルコールが比較的短い鎖からなるた
め、当該油脂は特にバイオディーゼル及びバイオジェット燃料への利用に適す。

競争の厳しい燃料市場で利用可能とするには、ユーグレナのワックスエステルの生産性を向上し、バイ
オ燃料の原料バイオマスとしての有用性を向上するために、利用しているユーグレナ株の品種改良、及
び有効な品種改良方法の開発が必要である。これまで、数多くのE. gracilisの変異体が取得されてきた
が、殆どは、葉緑体ゲノムにおける変異由来であり(例えば、非特許文献1)、育種に有効な核ゲノム
の変異体の獲得が困難であることが示唆される。更に、UV照射による死滅曲線は、E. gracilisが多倍体で
あることを示し、これに由来する冗長性が核ゲノムの変異の効果が発現しにくいことの原因と示唆され
る。このように、葉緑体の機能に関係する以外のユーグレナ変異体はこれまで獲得されておらず、また
ユーグレナのワックスエステルの生産性を向上可能な品種改良方法は、これまで知られていない。

【非特許文献1】

Schiff, J. A., Lyman, H. & Russell, G. K. [2] Isolation of mutants of Euglena gracilis: An addenum. Methods Enzy-
mol. 69, 23-29 (1980).

【非特許文献2】

Efficient selective breeding of live oil-rich Euglena gracilis with fluorescence-activated cell sorting, doi:10.1038/srep26327



このように構成された製造方法により、同一培養条件で従来のユーグレナよりも細胞内油脂含量が高め
られた新規なユーグレナを得ることができる。その結果、より低コストで、エネルギー効率のよいユー
グレナ由来のバイオ燃料の製造が可能となる。また、本発明の高含有ユーグレナの製造方法の全体のプ
ロセスは、数週間で完了するため、短期間で、高含有ユーグレナ育種株を得ることができる。また、前
記変異体濃縮工程では、前記染色した細胞を含む液体を、100μm以上の径のノズルから流して前記蛍光
標識細胞分取を行ってもよい。従来、細胞壁をもたず、比較的サイズが大きいユーグレナは、処理中に
細胞が損傷を受け易いため、蛍光標識細胞分取処理を施すことが困難であったが、本発明では、このよ
うに構成しているため、ユーグレナに、ハイスループットによる蛍光標識細胞分取処理を施すことが可
能となった。その結果、本発明の油脂高含有ユーグレナの製造方法の処理を経た後のユーグレナ生細胞
の生存率を高く維持することが可能となる。


【符号の説明】

1  装置 2 細胞浮遊液チューブ 3 シース液チューブ 4 フローセル 5 ノズル 6 光源 7 検出器
8  データ処理系 9  電場 10  試験管

❏ 事例:特開2017-115156 天然油メタセシス組成物及びその方法

【概要】

石油の再生不可能性に鑑みて、バイオ燃料、ワックス、プラスチック、化粧品及びパーソナルケア用品
等を製造するための、石油ではない代替物質への強い要望がある。そうした物質の製造方法として、植
物油及び種子ベースの油といった天然油原料のメタセシス――狭義には、二種類のオレフィン間で結合
の組換えが起こる触媒反応のことである。「メタセシス」の語は「位置を交換する」という意味のギリ
シャ語に由来――により組成物を形成するというものが挙げられる。



「天然油」、「天然原料」又は「天然油原料」という用語は、植物または動物から得られる油のことを
示す。「天然油」という用語は、特に指示がない限り、天然油誘導体を含む。また、この用語は、特に
指示がない限り、(例えば、遺伝子組み換え植物または遺伝子組み換え動物といった)変性植物源また
は変性動物源を含む。天然油の例として、以下に限定されるわけではないが、植物油、藻類油、魚油、
動物脂肪、タル油、これらの油の誘導体及びこれらの油の任意の組み合わせ等が挙げられる。植物油の
代表的な非限定的な例として、カノーラ油、菜種油、ココナツ油、コーン油、綿実油、オリーブ油、パ
ーム油、落花生油、ベニバナ油、ゴマ油、大豆油(SBO)、ヒマワリ油、亜麻仁油、パーム核油、桐
油、ジャトロファ油、マスタード油、グンバイナズナ油、ツバキ油及びヒマシ油が挙げられる。動物脂
肪の典型的かつ非限定的な例として、ラード、獣脂、家禽脂肪、イエローグリース及び魚油がある。タ
ル油は木材パルプ製造の副産物である。

「天然油の誘導体」という用語は、天然油から誘導された誘導体を示す。こうした天然油誘導体を形成
する方法として、付加、中性化、過塩基化、けん化、エステル交換、エステル化、アミド化、水素化、
異性化、酸化、アルキル化、アシル化、硫化、スルホン化、転位、還元、発酵、熱分解、加水分解、液
化、嫌気的消化、水熱処理、気化またはこれらの2つ以上の組み合わせのうち1つ若しくは複数が挙げ
られる。天然油誘導体の例として、カルボン酸類、ガム類、リン脂質類、ソーダ油滓、酸味のあるソー
ダ油滓、蒸留物または蒸留スラッジ、脂肪酸類、脂肪酸エステル類及び不飽和ポリオールエステル類と
いった天然油のヒドロキシ置換した変種が挙げられる。いくつかの実施形態では、天然油誘導体は、炭
化水素(アルケン)鎖に1又は複数の炭素‐炭素二重結合を有する炭素原子数約5~30の不飽和カル
ボン酸から成り得る。また、天然油誘導体は、天然油のグリセリドから誘導される不飽和脂肪酸アルキ
ル(例えば、メチル)エステルから成り得る。例えば、天然油誘導体は、天然油のグリセリドから誘導
される脂肪酸メチルエステル(FAME)であってもよい。いくつかの実施形態では、原料の例として、
カノーラ油又は大豆油が挙げられ、非限定的な例として、精製され、漂白され、そして脱臭された大豆
油(すなわち、RBD大豆油)が挙げられる。



「低分子量オレフィン」という用語は、C2~C14の範囲の不飽和の直鎖、枝分れ、または環状の炭化
水素のうち任意のもの、又はそれらの組み合わせを示し得る。低分子量オレフィンには「アルファオレ
フィン類」又は「末端オレフィン類」が含まれ、ここで不飽和炭素‐炭素結合は化合物の一端に存在す
る。低分子量オレフィン類には、ジエン類または、トリエン類も含まれる。C2~C6の範囲の低分子量
オレフィン類の例として、以下に限定はされないが、エチレン、プロピレン、1-ブテン、2-ブテン、
イソブテン、1-ペンテン、2-ペンテン、3-ペンテン、2-メチル-1-ブテン、2-メチル-2
-ブテン、3-メチル-1-ブテン、シクロペンテン、1-ヘキセン、2-ヘキセン、3-ヘキセン、
4-ヘキセン、2-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、
2-メチル-2-ペンテン、3-メチル-2-ペンテン、4-メチル-2-ペンテン、2-メチル-3
-ペンテン及びシクロヘキセンが挙げられる。考えられる他の低分子量オレフィン類としては、スチレ
ン及びビニルシクロヘキサンが挙げられる。特定の実施形態では、オレフィン類の混合物を用いること
が好ましく、この場合、その混合物にはC4~C10の範囲の直鎖及び枝分れの低分子量オレフィン類が
含まれる。一実施形態では、直鎖及び枝分れのC4オレフィン類の混合物(すなわち、1-ブテン、2
-ブテン/イソブテンの組み合わせ)を用いることが好ましいだろう。他の実施形態では、C11~C14
の高い範囲を用いてもよい。

「メタセシスオクトマー」との用語は、1又は複数のメタセシス反応の生成物を示し、これは、1/複
数の炭素‐炭素二重結合を有し同一/異なる2つ以上の反応化合物の8つの分子が、1/複数のメタセ
シス反応の結果、それぞれの反応化合物の1/は複数の炭素‐炭素二重結合を介して結合されたもので
ある。オクトマーは、反応化合物から誘導される8つの結合基を有する。

「メタセシスノナマー」との用語は、1/は複数のメタセシス反応の生成物を示し、これは、1/複数
の炭素‐炭素二重結合を有する同一/異なる2つ以上の反応化合物の9つの分子が、1/複数のメタセ
シス反応の結果、それぞれの反応化合物の1/複数の炭素‐炭素二重結合を介して結合されたものであ
る。ノナマーは、反応化合物から誘導される9つの結合基を有する。

「メタセシスデカマー」との用語は、1/複数のメタセシス反応の生成物を示し、これは、1/は複数
の炭素‐炭素二重結合を有する同一/異なる2つ以上の反応化合物の10の分子が、1/複数のメタセ
シス反応の結果、それぞれの反応化合物の1/複数の炭素‐炭素二重結合を介して結合されたものであ
る。デカマーは、反応化合物から誘導される10の結合基を有する。

「メタセシスオリゴマー」との用語は、1/複数のメタセシス反応の生成物を示し、これは、1/複数
の炭素‐炭素二重結合を有する同一/異なる2つ以上の反応化合物の2つ以上(例えば、2~10程度
2~40程度)の分子が、1複数のメタセシス反応の結果、それぞれの反応化合物の1又は複数の炭素
‐炭素二重結合を介して結合されたものである。オリゴマーは、反応化合物から誘導されるいくつか(
例えば、2~10程度/2~40程度)の結合基を有する。いくつかの実施形態では、「メタセシスオ
リゴマー」との用語は、1/複数のメタセシス反応の生成物を示し、これは、1/複数の炭素‐炭素二
重結合を有する同一又は異なる2つ以上の反応化合物の10超の分子が、1/複数のメタセシス反応の
結果、それぞれの反応化合物の1/複数の炭素‐炭素二重結合を介して結合されたものである。オリゴ
マーは、反応化合物から誘導される10超の結合基を有する。

 本明細書中の「メタセシス」及び「メタセシス化」との用語は、メタセシス触媒の存在下で天然油原料
を反応させて、新たなオレフィン化合物/エステルを含む「メタセシスされた天然油生成物(メタセシ
ス天然油生成物)」を形成することをいう。メタセシス化とは、交差メタセシス(通称コ-メタセシス)、
自己メタセシス、開環メタセシス、開環メタセシス重合(ROMP)、閉環メタセシス(RCM)及び
非環式ジエンメタセシス(ADMET)のことを言及し得る。非限定的な例として、メタセシス化とは、
触媒の存在下での、天然原料の中に存在している2つのトリグリセリド類の反応(自己メタセシス)の
ことを言及することができ、ここでそれぞれのトリグリセリドは不飽和の炭素‐炭素二重結合を有し、
それにより、オレフィン類とエステル類との新たな混合物を含むオリゴマーを形成する。こうしたオリ
ゴマーは、メタセシスモノマー類、メタセシスダイマー類、メタセシストライマー類、メタセシステト
ラマー類、メタセシスペンタマー類及び高次のメタセシスオリゴマー類(例えば、メタセシスヘキサマ
ー類、メタセシスへプタマー類、メタセシスオクタマー類、メタセシスノナマー類、メタセシスデカマ
ー類及びメタセシスデカマー類より高次のもの)のうち1/複数からなる。


【図1】天然油からメタセシス天然油生成物及びエステル交換生成物を生成するための工程概略図

上図1には、天然油のメタセシス及び得られた天然油のメタセシス化処理の工程が示されている。特定
の実施形態では、天然油を後のメタセシス反応に更に適したものとするために、メタセシス反応に先立
って天然油原料を処理することができる。一実施形態では、天然油のそうした処理は、メタセシス触媒
の活性を低下させかねない過酸化物といった触媒毒の除去を伴う。触媒毒を減少させるための天然油原
料の処理方法の非限定的な例として、PCT/US2008/09604号、PCT/US2008/
09635号、米国特許出願第12/672,651号及び米国特許出願第12/672,652号に
記載のものが挙げられ、これらの全内容を参照により本明細書に組み込むものとする。特定の実施形態
では、天然油原料は、酸素の非存在下で原料を100℃超の温度に加熱することによって熱処理され、
そして原料中で触媒毒が減少する程十分な時間にわたってその温度に保たれる。他の実施形態では、そ
の温度は、約100℃~約300℃、約120℃~約250℃、約150℃~約210℃又は約190
℃~約200℃である。一実施形態では、酸素が存在しない状態を、天然油原料を窒素でスパージする
ことによって実現でき、このとき窒素ガスは原料処理容器の中に約10気圧(150psig)の圧力
で注入される。

このように、バイオ燃料、ワックス、プラスチック、化粧品及びパーソナルケア用品等を製造するため
の石油代替物質の製造方法として天然原料である植物油及び種子をベースとする組成物の提供。(i)
オレフィン類及び/若しくはエステル類の混合物又は(ii)メタセシス天然油を含むメタセシス天然
油組成物による。メタセシス天然油組成物の数平均分子量は約100g/mol~約150,000g
/mol、重量平均は約1,000g/mol~約100,000g/mol、Z平均分子量は約5,
000g/mol~約1,000,000g/mol、多分散指数は約1~約20である。メタセシス
天然油組成物は、少なくとも1回メタセシスされている組成物。

❏ 事例:  特開2017-221162  バイオ燃料の製造方法

【概要】

藻類が産生した油脂成分から広範な用途に利用できるバイオ燃料を製造する方法の提供にあって、上図
のように、油脂成分を合成する能力のある藻類を培養した培養液中に、アルカリ剤を添加するとともに
中質油を吹き込むことによって、中質油と藻類のエマルジョンを生成させて浮上させる工程と、浮上し
た藻類のエマルジョンから水分を真空蒸発させることによって藻類の油脂成分・固形物及び中質油を得
て、藻類の油脂成分・固形物及び中質油を濾過によって油脂成分及び中質油と固形物とに分離する工程
と、分離された藻類の油脂成分及び中質油を分留し、分留成分をアルカリ剤を添加して熱分解すること
によって熱分解油と熱分解残渣を得て、熱分解油を熱分解ガス、軽質油、中質油及び重質油に分留する
工程と、分留された中質油から溶剤抽出によって不純物を除去してバイオディーゼル燃料油を得る工程
と、を備えたバイオ燃料の製造方法。

 

 ● 今夜の一曲

 I found a love for me
Darling, just dive right in and follow my lead
roman,times;">Well, I found a girl, beautiful and sweet
Oh, I never knew you were the someone waiting for me
'Cause we were just kids when we fell in love
Not knowing what it was
I will not give you up this time
But darling, just kiss me slow, your heart is all I own
And in your eyes you're holding mine

   Wikipedia

 

  

高品位パワー半導体時代

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

                                  
   
        ※ 贈 り 物:万章が孟子にたずねた。「人と交わるにはどんな心構えが
         必要でしょうか」「謙虚であることだね」
         「人から物を贈られて、それを押し返すのは謙虚でないといわれてい
         ますが、なぜでしょうか」
         「目上の人から贈られたのに、その贈り物が、不義によって俑けたもの
         かどうか詮索してから受けとるとしたら、謙虚であるとはいえまい。だ
         から押し返さないのだ」

         「では、心の中では、不義なやり方で人民から取りあげたものだからと
         拒絶する。しかしあからさまには断わらずに、他のことにかこつけて受
         けとらないようにする、これではいけませんか」
         「相手が道にかない、礼に則って交際を求めてきたのなら、孔子でもや
         はり贈り物を受けとったものだ」
         「かりに城門のはずれで追い剥ぎをしてき記男でも、道とってよいので
         すか」「それはいけない。書経の康浩篇にも『人を殺して物を奪いなが
         ら、罪の意識もなく死刑を恐れない者は、すべての民に憎まれる』とい
         っている。こんな奴は教化するまでもなく、死刑にすべきだ。贈り物な
         ど受けとれるものか」

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

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

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

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

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

 Sep. 29, 2016 

      
     No.141

 

【省エネ事業篇:世界最高の定格出力密度パワー半導体モジュール】

● 出力密度はシリコン系比1.8倍、電力損失3分の1

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

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

 

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

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

 

【概要】

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

【関連特許事例】

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

Dec. 28, 2017
【符号の説明】

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

【図面の簡単な説明】

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


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


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


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

● パワーデバイス2017 パワーデバイス業界に3つの動き




 Mar. 21, 2017

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

 



【小型・低消費電力・廉価な汎用型高性能計測器技術】

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

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

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

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

 

 

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

 



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



● 今夜の寸評:コインチェックの「NEM」不正流出問題

仮想通貨取引所大手コインチェックによる、約580億円相当の仮想通貨「NEM」の不正流出から1週間


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

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追補-孤独の逃亡

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

                                  
   
        ※ 禄 盗 人:仕官するのは生活のためではない。しかし、ときには生
         活のために仕官しなければならないこともある。妻をめとるのは、身
         のまわりの世話をさせるためではない。だが、ときには身のまわりの
         世話をさせるために、めとらなければならないこともある。生活のた
         めに仕官する者は、高い役目は辞退して低い役目につき、高禄は辞し
         て低い禄でがまんすべきである。それには、関所番か夜まわりが適当
         であろう。孔子はかつて生活のために貪雍番となったとき、「出し入
         れがきちんとしていれば、それでよい」と言った。
         また牧場の番人となったとき、「牛や羊が元気に育てば、それでよい」
         と言った。地位が低いのに、大きなことをいうのはまちがいである。
         政治にたずさわっていながら、正しい行なわれていないとすれば、恥
         である。 

 

 

【追補-孤独の逃亡】

俳優で歌手の福山雅治と、中国の人気俳優チャン・ハンユーが共演を果たした、ジョン・ウー監督の
最新作「追捕 MANHUNT」が、「マンハント」の邦題で2018年2月上旬に全国公開される。佐藤純彌
監督、故高倉健さん主演の「君よ憤怒の河を渉れ」(1976)の原作である、西村寿行の小説の再映画
化したサスペンスアクション。「M:I-2」「レッドクリフ」2部作などで知られるウー監督が、大阪を
中心に日本でロケを敢行。殺人の濡れ衣を着せられた国際弁護士ドゥ・チウ役をチャン、チウを追う
孤高の敏腕刑事・矢村聡役を福山が演じるほか、ハ・ジウォン、チー・ウェイと日中韓のスターがそ
ろう。日本人では國村隼、桜庭ななみ、池内博之、竹中直人、TAO、倉田保昭らが出演。すでにベネ
チア国際映画祭やトロント国際映画祭でお披露目されている。実直な国際弁護士ドゥ・チウ(チャン
)は、見に覚えのない殺人事件の容疑者に仕立て上げられ、罠にはめられたことに気づき逃走する。
孤高の敏腕刑事・谷村(福山)は独自の捜査でチウを追うが、事件に違和感を覚え、徐々に見解を変
えていく。やがて2人の間に絆が芽生え、チウと矢村はともに真実を追究することを決意する。このほ
ど公開された特報では、地下鉄が迫り来る線路へ飛び込んで逃亡を図るチウ(チャン)や、走り出す
直前の水上バイクに飛び乗る矢村(福山)、2人が銃を撃ちながら階段をすべり降りるシーンなど圧
倒的な熱量のアクションシーンが連続。ウー監督のトレードマークである“白い鳩”や、福山の英語
での演技にも注目されている。



尚、『君よ憤怒の河を渉れ』は1974年発行の西村寿行の小説。2005年に徳間書店から再版された。ま
たそれを原作として大映・永田プロが製作し、1976年2月11日に松竹系で封切り公開された日本映画。

この映画は中華人民共和国でも、1979年に『追捕』として公開され、文化大革命後に初めて公開され
た外国映画となった。公開は無実の罪で連行される主人公の姿と、文化大革命での理不尽な扱いを受
けた中国人の自身の姿を重ね合わせて、観客に共感を持たせ大変な人気を呼び、中国での観客動員数
は8億人に達したとされ、高倉健や中野良子は中国でも人気俳優となっているが、ジョン・ウー監督
も高倉健のファンであるという。

 

 

【如月のラ・コリーナ】

節分だということで、天候は悪いが外でコーヒが飲みたいという買い物と恵方巻をビバで買ってきた
彼女が提案するので午前11時に近江八幡のたねやのラ・コリーナに向かう。一面の雪景色だったろ
う残雪がおかめ笹の合間に溶け込んで美しいシーンをつくりだしている。カフェコーナの「栗百本」
コーヒーとカステラセットを戴く。シャーレのように琵琶湖を眺めるkとはないが、セントラル・パ
ディ・フィールド(Central paddy field :休耕田)に張られた水面に八幡山・北之荘が写り込み味わい
のある如月の風情を醸している。

 

      
     No.142

 Feb. 2, 2018

【印刷できる高速有機集積回路基板】

● 厚さわずか数分子、2次元有機単結晶ナノシートの大面積成膜に成功

有機半導体は、簡便な印刷プロセスにより低コストで製造でき、次世代電子材料として注目されてい
るが、シリコンなどの無機半導体と比べて、良質な単結晶の大面積作製が困難であり、かつ非常に大
きな接触抵抗を持つため、高速な動作が難しいという問題があった。有機半導体インクを用いた簡便
な印刷技術によって、わずか数分子層の厚みからなる大面積2次元有機単結晶ナノシートを製膜する
プロセスを開発し、同ナノシートを用いた有機電界効果トランジスタにおいて、世界最高レベルの応
答周波数を達成。高移動度と低接触抵抗を両立できる高性能の有機半導体を実現した。有機半導体に
よる高速演算可能な大規模集積回路応用の可能性を拓くものであり、IoT社会を担う低コストのフィル
ムデバイスを実現する基盤技術となることが期待される。

2月2日、東京大学らの研究グループは、有機半導体インクを用いた簡便な印刷手法により、分子ス
ケールで膜厚が制御された厚さ15nm以下の2次元有機単結晶ナノシートを10cm角 以上の大面積にわた
って作製することに成功。近年の材料開発の進歩によって実用化の指標となる10 cm2/Vs  を超える高
い電荷移動度を示す有機電界効果トランジスタの報告が次第に増えており、無線タグなどの高速応答
が求められる論理素子への応用が期待されている。しかしながら、有機半導体はシリコンなどの無機
半導体に比べ非常に大きな接触抵抗を持つため、短チャネルのトランジスタの電荷移動度は単結晶本
来の値よりも大幅に低下し、応答速度が制限されてしまうという問題があった。今回、同グループで
開発されたわずか数分子層の厚みからなる2次元有機単結晶ナノシートは、電極から電荷輸送層への
スムーズな電荷注入が可能になったため、13 cm2/Vs  の高い電荷移動度に加え、有機電界効果トラン
ジスタとしては最小の47 Ωcmの接触抵抗を示すことがわかりました。また、短チャネルのデバイスに
おいて世界最高レベルの20MHz の遮断周波数を実現し、さらには無線タグの商用周波数の13.56 MHz
を大きく上回る29 MHz  で応答可能な整流素子を作製することに成功。 

  
※ 論文タイトル: Wafer-scale, layer-controlled organic single crystals for high-speed circuit operation、Akifumi
   Yamamura, Shun Watanabe, Mayumi Uno, Masato Mitani, Chikahiko Mitsui, Junto Tsurumi, Nobuaki Isahaya,
       Yusuke Kanaoka, Toshihiro Okamoto and Jun Takeya


【符号の説明】

 1  基板   2  ゲート電極   3  ゲート絶縁膜   4A  ソース電極   4B  ドレイン電極   5  有機半導体膜   6 
封止層   10、20  有機薄膜トランジスタ   41  塗布液   42  基板   43  部材

【図面の簡単な説明】 

【図1】有機薄膜トランジスタの一例であるボトムゲート-ボトムコンタクト型の有機薄膜トランジ
    スタの断面模式図
【図2】有機薄膜トランジスタの一例であるボトムゲート-トップコンタクト型の有機薄膜トランジス
    タの断面模式図。
【図3】有機薄膜トランジスタの製造方法における有機半導体膜を形成する好ましい方法を説明概略図
【図4】有機薄膜トランジスタの製造方法における有機半導体膜を形成する好ましい方法を説明概略図
【図5】有機薄膜トランジスタの製造方法における有機半導体膜を形成する好ましい方法を説明す図
【図6】有機薄膜トランジスタの製造方法に好ましく用いられる基板と部材の一例を示す概略図

 
本格的な有機エレクトロニクスデバイス時代に突入する。「ネオコンバーテック」の攻勢が始まる。その素地は
整っている、これも面白い。

 

 ● 今夜の一曲

『新幹線変形ロボ シンカリオン』(2018年1月6日スタート TBSテレビ毎週土曜あさ7時~7時30分)の
オープニング主題歌「Go One Step Ahead」が耳に残りユーチーブ。 

こんなはずじゃない」って抱え込んだ違和感は
ずっと昔に忘れたつもりだった
自分で描いた理想を満たすのは
他の誰でもない自分だってこと
嫌われるのが怖<でも
好きなもの失<すよりはマシさ
もう少しで手遅れだ
急がなくちゃねえもういいかい
切れかけてたネジを巻いて
遮ったカーテン千切って
君だけの本当の声聴かせて
誰かのせいにしないで
誰のあかげにもしないで
彷徨った果ての新天地を目指せ
先に行こうそれじゃバイバイ 

独りぼっちが怖<ても
嘘つき続けるよりはマシさ
もう少ししたら行こうか
準備はとうだいねえもういいかい
鍵かけてたドア開いて
縫い合わせた糸はといて
隠、してた本当の声聴かせて
何かを待ってたって
何も始まらないって
使い古した日々なら置いていけばいい
先に行こうそれじゃバイバイ
もうそんなことは無駄だって
訳知り顔した連中の
世迷言をかきけすように
今全身全霊の力で叫べ

                                     歌      伊東歌詞太郎
                                  作詞/作曲     ハヤシケイ      



久しぶりのビールと炒り大豆と山月の数の子が入った恵方巻が三位一体となり結構美味かった。
            

  

 

 

蓬春と湘南電力

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                   万章篇(ぱんしよう)篇    /    孟子    

                                  
   
        ※ 諌めても聞き入れられなければ:斉の宣王が、孟子に、大臣のあり方
         についてたずねた。すると、孟子はきいた。「どの大臣のことをおた
         ずねですか」「大臣といえばみな同じではあるまいか」「いえいえ、
         親族の大臣も、親族関係でない大臣もいます」「では親族の大臣につ
         いてお伺いしたい」「君主に重大な過失があれば、諌めます。たびた
         び諌めても関きいれられないときは、君主をとりかえるのです」王は
         さっと顔色をかえた。孟子は言った。「お気を悪くなさいますな。王
         のたってのおたずねなので、あえて正しい答えを申しあげたまでです」
         王は顔をやわらげ、ついで親族関係でない大臣についてたずねた。孟
         子は答えた。「君主に過失があれば諌め、たびたび諌めて聞き入れら
         れなければ、その国を立ち去るのです」

        【解説】 君主をとりかえよ、見切りをつけて去れ、とは激しいことば
         である。しかし、高位につくのは一身のためではないという孟子の持
         説からすれば、当然すぎるほど当然のことである。

       ※ 古人を友とする:孟子が万章に言った。「一村の善士(品行正しく徳
         を積んだ人)は一村善士を友とする。一国の善士は一国の善士を友と
         する。天下の善士は天下の善士を友とする。天下の善士を友としてな
         お不足を感ずるならば、歴史をさかのぽってむかしの人物を考えるの
         だ。その人の詩を口すさみ、その人の書物を読むだけでなく、人とな
         りを理解しなければいけない。そこで、さらにその時代の背景を考え
         る。これがさかのぼって友を求めるということだ」 

 

日曜美術館:「山口蓬春 絵に年をとらせるな」

日曜日、テレビで昭和を代表する日本画家山口蓬春が紹介されていた。近年、葉山にある記念館で日記
や手紙などの整理が進み、人と作品に新しい光が当たり、「絵に年をとらせるな」という言葉に注目さ
れているという。蓬春は常に新しい表現を模索し続けた。大和絵で華やかなデビューを飾るが、戦争中
藤田嗣治とともに新しい表現を模索する。戦後、「蓬春モダニズム」と呼ばれる絵で画壇のスターとな
るが、それにも飽き足らず事物の本質を描こうと変わっていく姿が浮き彫りにされる。山口 蓬春(やま
ぐち ほうしゅん、1893年10月15日 - 1971年5月31日)は、日本画家。北海道松前郡松城町(現・松前町
)生まれ1913年に東京・高輪中学校を卒業後、東京美術学校(現・東京芸術大学)に進学。松岡映丘に
師事し、大和絵を習得。23年卒業、1924年新興大和絵会に参加する。26年帝国美術院賞受賞。29年帝展
審査員。50年日展運営会参事、日本芸術院会員、54年日展運営会理事、58年日展常務理事、1965年文化
勲章受章、文化功労者。69年日展顧問。

● 蓬春モダニズムの展開

昭和22年、蓬春は疎開先の山形・赤湯から帰り、葉山に移る。さらに、1年半後には現在の記念館とな
っている一色海岸近くに待望の新居を構えるが、ちなみにこの画室は28年に同窓の建築家吉田五十八が
設計したモダンな内装である。海に近いこの画室から夏の葉山の海岸を思わせるモチーフがたびたび登
場することになる。戦後の発表の舞台は日展が中心となり、第3回日展に出品した《山湖》が始まりで
あった。昭和20年代、日本画滅亡論が唱えられるころ、日本画は急速に西欧近代絵画を吸収する。その
なかで、蓬春は19世紀の以後のフランスを中心とした絵画に接近し、戦時の表現を払拭した新しい日本
画を積極的にめざし、時代の思考や感覚をもとに近代の造形性を消化してゆく。漫然とした概念的な自
然描写を排した表現や「もっと明るく、もっと複雑な、もっと強い、もっとリズミカルな」と言う蓬春
の色感は、新鮮な画面を生み出している。独特の造形感覚とともに、《望郷》にみられるようなしばし
ば卓抜した感性は、蓬春芸術のみせる大きな魅力でもある。こうした蓬春の作品は発表のたびに話題と
なり、明るく近代的な造形の追求は、"蓬春モダニズム"とよばれる世界を創出する。

● 新日本画の創造

西洋画、古典大和絵から出発し、時代に即した日本画の創造を目指した蓬春。その画業においての最終
的な課題は、和洋の真の融和とされる。かつては大和絵の文学的抒情性から抜け出すために、人物や動
物は画面から消し去られていた。蓬春は『新日本画の技法』の中で「構図の為に殊更に鳥を配置するよ
うなことはせず、たとえ鳥が無くても、自然感の出るものは、強いて鳥を配する必要はない」「従来の
花鳥画には、無理に不自然な鳥を配するような悪習慣がある」と述べている。それが晩年に至り、《春
》《夏》《秋》《冬》の連作を描き始めてから再び登場する小鳥の姿には、伝統的日本画の画題にあえ
て挑戦する蓬春の円熟した境地が窺える。現代の視点によって再び捕らえ直された花鳥画。同じモチー
フにより繰り返し描かれた静物画。テーマを絞り込んだ晩年の作品では、岩絵具の清澄な色彩はますま
す深みを増し、洗練された構図と共に、近代的な明るさに満ちている。それこそ画家が独自に到達した
新日本画の姿と見ることができると表される。「誰かが蓬春のレベルを維持しなくてはならない」 蓬
春死後、美術評論家河北倫明氏はそう語る。蓬春芸術は、西洋画、日本画を超えた近代日本美術の一つ
の頂点として湘南で巨匠が創作を行った地である。

  鈴廣蒲鉾本店

 

  

 ❦「再生可能エネルギー連続講座」第2回 ❦

● ふるさとは未来からの借り物

昼から、滋賀県立大学「近江環人地域再生学座」卒業生を中心とするNPO、環人8プラス主催の『再生
可能エネルギー』をテーマにした連続講座に参加。この講座は、湖東地域の方々を中心に『再生可能エ
ネルギーの推進』の理解を深めるため、自らが再生可能エネルギー推進の担い手になっていただくこと
を目的として活動。今回、小田原の老舗かまぼこ店、鈴廣かまぼこ株式会社の鈴木悌介副社長を招き、
ゼロ・エネルギーを目指した本社ビルの取り組みの他、今後の再生可能エネルギーや鈴木氏の展望等に
ついて講演。

さて、講師の鈴木悌介(すずきていすけ)は、下表のように、1955年神奈川県小田原市生まれ。鈴廣かま
ぼこグループ代表取締役副社長。一般社団法人エネルギーから経済を考える経営者ネットワーク会議代
表理事。神奈川県立湘南高校、上智大学経済学部卒業。1981年から'91年まで、米国ロスアンジェルスに
てスリミ、かまぼこの普及のため、現地法人の立ち上げと経営にあたる。帰国後は家業の鈴廣の経営に
参画。慶応元年(1865年)創業の歴史を尊重しつつ、変化し続ける日本人の食生活の中で、かまぼこの存
在価値を高めるべく挑戦の日々をおくる。「食べもののいのちを大切に」をモットーとする。商工会議
所活動にもかかわり、日本の元気は地域からと、地域の資産を活かした地域の活性化と自立を目指す。
2000年から'01年度小田原箱根商工会議所青年部会長、'03年度日本商工会議所青年部会長、'09年第3回ロ
ーカルサミット実行委委員長などを歴任。アジア商工会議所連合会若手経営者委員会副委員長。小田原
箱根商工会議所副会長、合同会社「まち元気小田原」経営諮問委員、場所文化フオー-ラム会員。 




 Mar. 21, 2016

講演は現場の実践をもとに話され、平易にして説得力のあるものであり、何の違和感も生じなかった。
当日の資料もここで一部掲載したが、まとめてブログや環境工学研究所 WEEFのHP(あるいは「飲み水
を守る会」のブログ)に後日掲載するので参考されたし。さらには、講師の手になる『エネルギーから
経済』の感想を後日掲載し、このテーマの深掘りを残件とする。

※ 鈴木 悌介(エネルギーから経済を考える経営者ネットワーク会議 代表理事/鈴廣かまぼこグルー
  プ副社長):FACTA ONLINE、https://facta.co.jp/article/201403036.html

※  鈴廣かまぼこグループ 副社長、「エネルギーから経済を考える経営者ネットワーク会議」代表理事
   鈴木悌介 | ひと烈風録 | 週刊東洋経済プラス | 経済メディアのプラス価値、tps://premium.toyokeiza
        i.net/articles/-/15322
  

      
     No.143

【直電池篇:最新酸化物/グラフェン複合材料技術】

● 分子レベルの交互重ミルフィーユ構造:高容量・長寿命化を両立

<<先月25日、NIMSの研究グループは、酸化マンガンナノシートとグラフェンを分子レベルで交互に重
ねた材料を合成し、リチウムおよびナトリウムイオン二次電池の負極材料として使うことで、従来の2
倍以上高い充放電容量と、長いサイクル寿命を両立に成功する。 



図1 酸化マンガンナノシート (赤・青) とグラフェン (緑) の複合材料構造の模式図

【概要】

NIMSは、酸化マンガンナノシートとグラフェンを分子レベルで交互に重ねた材料を合成し、リチ
ウムおよびナトリウムイオン二次電池の負極材料として使うことで、従来の2倍以上高い充放電
容量と、長いサイクル寿命を両立させることに成功しました。高容量だが壊れやすい酸化マンガ
ンをグラフェンで挟んだことで、酸化マンガンの形態が保持され、長寿命との両立が実現し、二
次電池の高容量化と長寿命化を両立する負極材料として今後の応用が期待される。 二次電池の高容量化が求められる中、現在負極に使われている炭素材料に代わる材料として、高
い理論容量を持つ遷移金属酸化物に注目されているが、層状構造の酸化マンガンは、分子1層ま
でバラバラに剥離したナノシートにして負極に使うことができれば、表面すべてが活性部位とな
るため、大幅に容量を向上できると考えられている、酸化マンガンは充放電を繰り返すと構造が
壊れやすく、しかもナノシートは団子状に凝集しやすいという課題を抱えていました。 本研究では、溶液中に分散させた酸化マンガンナノシートとグラフェンを混ぜ合わせ、1層ずつ
交互に積層させたミルフィーユ構造の複合材料を合成しました (下図参照) 。酸化マンガンとグ
ラフェンは、ともに負に帯電しており、通常は反発しあいますが、研究グループが2015年に開発
した技術を使い、グラフェンを化学的に修飾して正に帯電させることで、溶液を混ぜるだけで交
互に積層させることに成功しました。この材料をリチウムイオン二次電池の負極として用いたと
ころ、でした。これは、これまでに報告さ
れている金属酸化物系負極材料の中で最も高い容量と長いサイクル寿命です。グラフェンで挟む
ことで、充放電によって壊れやすい酸化マンガンの構造が保持されるとともに、電極材料全体の
伝導性を改善した結果と考えらる。 今回、2種類の物質を分子レベルで複合化することで、単独の材料では実現が困難な高度な特性を
導き出しました。本材料は、二次電池以外にも、スーパーキャパシタや電極触媒など多くのエネ
ルギー貯蔵および変換システムに大幅な性能向上をもたらすことが期待される。

 

 DOI: 10.1021/acsnano.7b08522
Titol: Genuine Unilamellar Metal Oxide Nanosheets Confined in a Superlattice-like Structure for Superior Energy
    Storage

❑ 関連特許:特開2015-201483  超格子構造体、その製造方法およびそれを用いた電極材料

【概要】

本健は、スーパーキャパシタ、擬似容量キャパシタ等に好適な超格子構造体、その製造方法およびそれ
を用いた電極材料を提供にあって、下図1のように、超格子構造体が、M12+イオンとM23+イオ
ンとを含有する複水酸化物ナノシートと、還元された酸化グラフェンナノシートとが交互に積層され、
M12+イオンのM1元素は、Co、Fe、Ni、Mn、CuおよびZnからなる群から少なくとも1
つ選択される金属元素であり、M23+イオンのM2元素は、Al、Cr、Mn、Fe、Co、Ni
およびGaからなる群から少なくとも1つ選択される金属元素であり、層間距離は、0.8nm以上1
3nm未満の範囲である(詳細は下図クリック)。 

 【特許請求範囲】

M12+イオンとM23+イオンとを含有する複水酸化物ナノシートと、還元された酸化グラフ
ェンナノシートとが交互に積層された超格子構造体であって、前記M12+イオンのM1元素は、
Co、Fe、Ni、Mn、CuおよびZnからなる群から少なくとも1つ選択される金属元素で
あり、 前記M23+イオンのM2元素は、Al、Cr、Mn、Fe、Co、NiおよびGaから
なる群から少なくとも1つ選択される金属元素であり、層間距離は、08nm以上1.3nm未
満の範囲である、超格子構造体。 前記M1元素はCoであり、前記M2元素はAlである、請求項1に記載の超格子構造体。 前記M1元素はCoおよびNiであり、前記M2元素はCoである、請求項1に記載の超格子構
造体。 前記複水酸化物ナノシートの厚さは、0.48nm以上1.0nm以下の範囲である、請求項1
に記載の超格子構造体。 前記還元された酸化グラフェンナノシートの厚さは、0.33nm以上0.83nm以下の範囲
である、請求項1に記載の超格子構造体。 前記層間距離は、0.8nm以上1.1nm未満の範囲である、請求項1に記載の超格子構造体 前記複水酸化物ナノシートは、一般式[M12+1-xM23+x(OH)2]x+(xは0<
x≦1/3の実数である)で表される、請求項1に記載の超格子構造体。 前記複水酸化物ナノシートは、一般式[M12+1-xM23+x(OH)2][Zn-x/n
・mH2O](Zは陰イオンであり、nは前記陰イオンZの価数であり、xは0<x≦1/3の実
数であり、mは0<m<1の実数である)で表される層状複水酸化物から単層剥離されている、
請求項7に記載の超格子構造体。 前記還元された酸化グラフェンナノシートは、酸化グラフェンから単層剥離された後、還元され
ている、請求項1に記載の超格子構造体。 前記還元された酸化グラフェンナノシートの質量として前駆体であるグラファイトの質量(G)
を用い、前記複水酸化物ナノシートの質量として前駆体である前記M12+イオンと前記M23
+イオンとを含有する層状複水酸化物の質量(LDH)を用いた場合、前記グラファイトの質量(
G)に対する前記層状複水酸化物の質量(LDH)の比(LDH/G)は、3以上4未満である、
請求項1に記載の超格子構造体。 請求項1~10のいずれかに記載の超格子構造体の製造方法であって、M12+イオンとM23
+イオンとを含有する複水酸化物ナノシートが第1の非プロトン性極性溶媒に分散したカチオン
性溶液と、還元された酸化グラフェンナノシートが少なくとも第2の非プロトン性極性溶媒に分
散したアニオン性溶液とを混合・撹拌するステップ  を包含する、方法。 前記混合・撹拌するステップにおいて、前記還元された酸化グラフェンナノシートの前駆体であ
るグラファイトの質量(G)に対する前記複水酸化物ナノシートの前駆体である前記M12+イ
オンと前記M23+イオンとを含有する層状複水酸化物の質量(LDH)の比(LDH/G)は、
3以上4未満である、請求項11に記載の方法。 前記アニオン性溶液において、前記還元された酸化グラフェンナノシートは、前記第2の非プロ
トン性極性溶媒と水との混合溶媒に分散している、請求項11に記載の方法。 前記混合溶媒において、前記第2の非プロトン性極性溶媒(F)に対する前記水(H)の体積比
(H/F)は、0以上0.5以下の範囲である、請求項13に記載の方法。 前記第1の非プロトン性極性溶媒は、ホルムアミド、ジメチルスルホキド、メチルホルムアミド
およびジメチルホルムアミドからなる群から選択される、請求項11に記載の方法。 前記第2の非プロトン性極性溶媒は、ホルムアミド、ジメチルスルホキド、メチルホルムアミド
およびジメチルホルムアミドからなる群から選択される、請求項11に記載の方法。 前記混合・撹拌するステップは、前記カチオン性溶液を室温で撹拌しながら、1mL/分以上1
0mL/分の速度で前記アニオン性溶液を添加する、請求項11に記載の方法。 前記混合・撹拌するステップは、前記アニオン性溶液を室温で撹拌しながら、1mL/分以上1
0mL/分の速度で前記カチオン性溶液を添加する、請求項11に記載の方法。 前記混合・撹拌するステップに先立って、酸化グラフェンナノシートが少なくとも第2の非プロ
トン性極性溶媒に分散した溶液に、還元剤を添加後加熱し、アニオン性溶液を調製するステップ
をさらに包含する、請求項11に記載の方法。 超格子構造体からなる電極材料であって、前記超格子構造体は、請求項1~10のいずれかに記
載の超格子構造体である、電極材料。

以上のように、❶負極容量が従来の2倍以上 (0.1A/gの電流密度で1325mAh/g) となり、❷5000サイクル
充放電を繰り返しても、❸1サイクル当たりの容量減少はわずか0.004%と、1日1充放電で約15年間
使うことができるというから驚く。

物質・材料研究機構らの研究グループは2月3日にも厚さわずか数分子、2次元有機単結晶ナノシート
の大面積成膜に成功しこのブログでも掲載している(エネルギーフリー社会を語ろう!No.142)。さら
に、下図のように、中部電力とトヨタ自動車は、中古蓄電池を系統安定化向けに活用する。電気自動車
(EV)やハイブリッド車(HV)、プラグインハイブリッド車(PHV)の駆動用電池をリユース(再使用)
して大容量蓄電池システムを構築する。加えて使用済み電池のリサイクル(材料の再利用)についても
実証を開始する。1月31日に基本合意書を締結したことが公表されている。 そこに、昨日の「なぜ、か
まぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか?」(生成可能エネルギー連続講座)の基調講演での聴講で
ある。興奮しないわけがない。賢明なる読者者諸氏はお気付きのごとく、高性能な蓄電池が量産されそ
のリユース電池を再エネの出力変動を改善に使用するエンドレスループがよりスパイラルアップされる
ことで、低コストの燃料で環境に優しい「エネルギー地産・地消」が完成し、これに地方分権促進税制
だ導入されれば、環境・超少子/高齢・資源枯渇などの問題は解決されるというわけである。

かくして、神奈川は葉山の画家山口蓬春のモダニズム(それまでの価値観の全否定)と伝統の融合(不
易流行)の果敢なる挑戦は、鈴木悌介鈴廣かまぼこグループ代表取締役副社長の 脱原発・エネルギーの
地産・地消、地方創生(あるいは「脱・欧米亜から稼ぎ資源国に貢ぐ前経済体制」)への挑戦とが合流
し湘南の風(いあ湘南の電力の風)となり旋風として駆け抜けていうるというわけで、それを担保する
科学技術力の実力が試されているということであろう。

出典:鈴木悌介氏

 

 

ふきのうとうの手紙

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                     告子(こくし)篇    /    孟子    

                                   

            ※ 現実の人間は醜い。心の美しい人ほど人間嫌いになるのはそ
             のためだ。人気のない野山に道ぶとき、わたしたちは暑苦し
             い人の世を忘れてホッとする。しかし人間はやはり、複雑な
             人間関係の中で生きなければならない。わたしたちはいやお
             うなしに考察を迫られる。
             古くて新しい問題―――人間とは何か。

            ことば

            「人の性の善なるは、なお水の下きに就くがごときなり」
            「一日これを暴(あたた)め、十日これを寒(ひやす)す」
            「仁は人の心なり、義は人の路なり」
            「その本を揣(かは)らずしてその末を斉しゅうせば、方寸の
            木も、岑楼(しんろう~より高からしひべし」
            「これを内に有すれば、必ずこれを外に形(あら)わす」

 

      
     No.144

【サーモタイル篇:磁気モノポールの揺らぎ巨大熱電効果】

● 通常より1桁大きい熱電効果:磁気構造トポロジー型高効率熱電変換

先月30日、東京大学らの研究グループは、トポロジカル磁気構造体を持つ化合物「MnGe(マンガンゲ
ルマニウム)」が、磁場をかけると大きな熱電効果(ゼーベック効果)を示すことを発見したことを公
表。伝導電子に、磁気モノポール――磁場の湧き出しとなる素粒子で、未だ実験的には発見されていな
いが、今回扱った物質(MnGe化合物)では、電子とトポロジカル磁気構造体が結合することで固体中に
「実効的な」磁気モノポールが発生しているとみなすことができ、実際に従来の電磁気学では説明ので
きないさまざまな現象が引き起こされている――として作用するトポロジカル磁気構造体――多数の電
子スピンが作る構造のうち、それらのスピンをある一点に集めると全方位にスピンが向く磁気構造体の
ことで、トポロジカル磁気構造体は、連続変形して全てのスピンの向きが揃った状態にすることができ
ないため、トポロジーという幾何学的な制約によって守られた粒子としてみなすこともできる。このよ
うな磁気構造体と電子が結合することで、固体中に仮想的な磁場が発生し、電子の振る舞いに影響を与
える――の揺らぎが大きな熱電効果をもたらすことを発見。

このことで、多角的な検証実験や計算によって、磁気揺らぎと熱電効果との関連性を実証し、高い熱電
変換効率を実現する指針として固体中の磁気モノポールを用いる原理を世界で初めて提案するとともに、
環境にやさしい発電方法である熱電変換技術への、トポロジカル磁気構造体を利用する新たな観点を提
案し、今後の高効率化に向けた物質開拓の礎となる。


【研究成果】

廃熱などから電気を取り出す熱電効果は、環境に優しい発電方法として注目されており、その効率を高
めるための研究も進められている。特に、トポロジカル磁気構造体が電子と結合すると、固体中に発生
する仮想磁場が電子の運動に影響を与え、さまざまな現象を引き起こすことが分かっている。ただ、熱
電効果についてはこれまで明らかにされていなかった。そこで研究グループは、磁気構造のトポロジー
を用いて熱電変換の効率を高めるという新たな原理を提唱。MnGeに磁場をかけると従来の金属化合物に
比べて、1桁大きい熱電効果を示すことを発見→MnGeに存在する磁気モノポールと反モノポールの対消
滅が深くかかわっている→観測された巨大な熱電効果は、磁気モノポールの対消滅に伴う磁気揺らぎが
密接に関与→電子が固体中を流れるときに特殊散乱を受け、大きな熱電効果が発現→磁気抵抗測定結果
大きな異常を観測し、磁気気抵抗の大きさと強い相関関係もつ→大きな熱電効果の起源は、磁気モノポ
ールの仮想磁場の揺らぎに起因していことを突き止める。 

この成果であるトポロジカル磁気構造体における巨大な熱電効果の発見により、磁気構造のトポロジー
を利用した全く新しい高効率熱電変換の原理を提唱することで、省エネルギー問題に貢献することが期
待されます。今後、他のトポロジカル磁気構造体においても、同様の高効率な熱電変換現象の探索が求
められます。また、巨大な仮想磁場とその揺らぎを発生させる磁気モノポールのような特殊なトポロジ
カル磁気構造体を他の物質で実現させるため、新しい物質の探索を行う。

これは、世界初になるにはちがいなだろうが、いまいちシックリこないので残件扱い。

※ Large magneto-thermopower in MnGe with topological spin texture、DOI番号:10.1038/s41467-018-02857-1


【世界初、電子1個で1ビットを表現するデジタル変調】 

今月2日、産業技術総合研究所とNTT物性科学基礎研究所は、電流の最小単位である電子を1個単位で
オン/オフ制御できる単一電子デジタル変調技術を共同で開発を発表。電流の最小単位である電子を1
個単位でオン/オフ制御できる単一電子デジタル変調技術を共同で開発したと発表した。極微小交流電
流の精密計測につながる技術で、次世代半導体素子の開発やナノ構造中で生じる物理現象の解明などの
基礎研究への貢献が期待される。

スピントロニクスを応用した次世代素子の開発などでは、素子性能の評価や物理現象の観測のために、
ナノ構造を流れるアトンアンペア(aA/10-18A)やフェムトアンペア(fA/10-15A)単位の極微小電流を
精密に計測する必要がある。既存の電流計測技術では、周波数帯域の交流の計測では不確かさが大きく
なるなどの課題があり、正確で信頼できる基準交流電流の発生技術が求められている。電流は、1秒間
当たりに流れた電子の個数で決まるため、電子1個1個制御する技術は極めて正確で信頼できる基準電
流を発生する最良の手法、基盤技術の開発を実施してきた。ただ、これまでは、一定周期で電子を1個
ずつ送り出し、極めて正確な直流電流を発生させる技術を中心に開発だったが、今回、周波数範囲が直
流からメガヘルツの交流電流を発生させる開発を行う。

直流電流は、電子を一定の周期で1個ずつ送り出すことで、正確に発生させられる。一方で、正弦波や
方形波など交流成分を含む電流を発生させるには、電流の振幅を時間的に変化させる必要がある。これ
を電子1個1個の制御で行うには、電子の時間的な分布を制御することが求められる。そこで、研究グ
ループは、デジタル信号の1と0を電流のオンオフなどで表現する手法である「デジタル変調」に着目。
デジタル変調ではデジタル信号の各ビットのデータ1と0を電気信号のオンとオフに対応させる。その
ため適切なビットパターンでオン信号の密度分布を変化させると、任意の波形を発生できることになる。
今回開発した単一電子デジタル変調技術は、この原理を電子1個の制御に応用して、電子の密度を時間
的に変化させ、任意波形の交流を発生させることに成功した。


研究グループでは、ナノ加工技術を用いて、電子1個1個を制御できる単一電子素子を作製。作製した
素子は、半導体の基板表面に微細加工で作製した電極に電圧をかける電気的な制御により、1個ずつ送り
出せる。この素子をデジタル信号の1と0に「送り出す」「送り出さない」を対応させて制御し、電流
パルスによるデジタル信号を実際に発生させた。1MHzまでの広い周波数範囲で交流電流を発生できるこ
とも実験で確認。研究グループでは今後の予定として「単一電子デジタル変調におけるビットエラーは
発生した電流の精度を決める要因であり、今後は、ビットエラーの低減や評価の研究開発を行い、発生
した電流の振幅の精度を評価する。また、動作速度を向上させて電子1個を制御する周期を短くするこ
とで、発生できる電流量を増加させることを目指す。

ここでの精密制御器機の発明は、全般的な社会・経済・産業の底上げにつながり、その技術(競争)力
が世界の貢献につながっていくことは間違いない。 

  Feb. 5, 2018

 ● 3時間で地球1周のボーイング超音速偵察機

ボーイング社は、3時間で地球を回る極超音速の軍用機の開発を行っている。伝説的なBlackbird SR-71
スパイ機の潜在的な後継者として請求された秘密のコンセプトカーは、コードネーム「Valkyrie Ⅱ」。
「ブラックバード」の後続機は、飛行速度の倍以上の高速スピードで航行する予定。「限りないのは、
それは欲望~♫」とかって、井上陽水は歌ったがきりがないですね。

 

● 事件背景と告発の意味 Ⅶ

 第2章 信教の自由・プライバシーと監視社会-テロ対策を改めて考える  

  第4節 日本におけるムスリムに対する監視の概要

  以下では日本におけるムスリムに対する監視の概要について、流出資料、すなわち2010年の
 10月末にインターネット上に流出した警察庁外事第三課などの捜査資料をもとにお話をさせてい
 ただきます。流出資料には日本に住む多数のイスラム教徒の方々の繊細な個人情報が大量に含まれ
 ていました。警察は一応の謝罪はしたものの、資料が警察の資料であることは認めず被害者への賠
 償もなされませんでした。被害者たちは国と東京都(回視庁)を相手取って裁判を起こし、最高裁
 まで争われ、裁判所は流出した資料が公安警察の資料であることを認定し、情報流出に対する損害
 賠償を認めましたが、監視捜査は合憲だと判断しました。捜査情報がインターネット上に漏洩した
 経緯や、犯人などはいまだに特定されていません。

            冷戦終結後、9・11で新たなターゲットになったムスリム

 井桁:続いて日本のムスリム監視の話を青木理氏に伺います。日本ではムスリムに対してどのよう
 な監視が行われてきたのでしょうか。

 青木:まずはアメリカとの違いを説明しなくてはなりません。日本は戦後、CIAやNSAに類す
 る専門の情報機関を持たない状態をずっと維持してきました。これは主に戦前戦中の反省づロペー
 などによるものでしょう。その代わり、警察組織の一部門である警備公安警察が、警察組織として
 はアメリカのニューヨーク市費やFBIのような機能も持ちつつ、事実上の情報機関としてテロ情
 報を収集しています,

 井桁:日本の警察庁は、NSA、CIA、FBI、地元警察の機能をすべて兼ね備えているという
 ことですか。

 青木:そこまで強大な機能を兼ね備えているかどうかは別として、たとえばCIAのような国外の
 情報機関と情報交換などをする際の日本側の窓口は主に公安警察、具体的には警察庁警備局や公安
 警察出身の宮原が配された組織になります。また、内閣情報調査室や防衛省の情報機関にも警察官
 僚が出向しています。最近は防衛省の情報機関も力を強めていますが、基本的には警察、特に警備
 公安部門の警察組織が日本におけるクーンテリジェンスーコミュニティ〃なるものの中枢にいると
 いうのが現状です。

 井桁:流出資料によって明らかになったムスリムに対する監視は、警察庁と地元警察のどちらが担
 当していたのでしょうか。それとも、両者が協力してやっていたというべきでしょうか。

 青木:一義的には首都警察である警視庁ですが、もちろん警察庁の意向を受けています。このあた
 り、非常にわかりにくいので、ごく簡単な解説が必要だと思います。戦前戦中の警察組織は内務省
 を頂点とする中央集権的な組織でしたが、戦後はGHQの意向などを受けて自治体警察として再出
 発したわけです。現在でも、首都である東京には警視庁が置かれ、ほかの道府県の警察本部は一応、
 それぞれ独立した組織になっています。しかし、この自治体警察制度は徐々に骨抜きにされ、中央
 省庁として設置された警察庁が人事や予算などの権限を握ることで、実態としては頂点に君臨する
 警察庁が各都道府県警察を統制するピラミッド型の警察組織ができ上がりました。なかでも警備公
 安部門は中央集権的な色彩が一層濃いのが特色です。

 警備公安警察の歴史も簡単に解説すると、これも敗戦と同時に思想統制的な特高警察などは撤廃さ
 れましたが、共産主義や左翼運動の監視を目的として息を吹き返し、徐々に巨大化していきました。
 つまり、戦後日本の警備公安警察は長きにわたって「反共」こそが最大のレーゾンデートル淳在意
 義)だったわけです。共産党や各種の左翼運動の監視、取り締まりこそが警備公安警察の仕事だっ
 た。しかし、冷戦体制が終わり、警備公安警察も目的喪失、存在意義喪失の状態に陥り、徐々に人
 員が減らされる局面に入っていたわけです。そういう中で起きたのが9・11でした。日本の警察
 でも、特に警備公安警察では、これは組織の存在意義を示す格好のテーマができたということで、
 日本でもイスラム原理主義者によるテロが起きるかもしれないという大義名分を掲げて一国際テロ
 対策」部門を充実させ始めた。特に首都警察である警視庁の公安部には、9・11が発生した翌年、
 新たに一外事三課」という組織が作られ、ムスリムを監視するということを
 始めたのです.以降、外事三課は主に都内に住むムスリムの方々を徹底的に監視し、その資料がネ
 ット上に大量流出してしまったわけです。

                  流出資料で見る警備公安警察の監視の実態

 井桁:具体的にどのような監視をしていたのでしょうか。

 青木:はい。その前に、ひとつお断りしておかなくてはならないことがあります。先ほどご紹介し
 ていただいたように、私はかつて通信社の記者として警備公安警察を集中的に取材しました。ちょ
 うどオウム真理牧事件が発生した頃のことで、それからしばらくして日本の公安警察の内情を明ら
 かにする本を書きました(『日本の公安警察』講談社現代糾ぶ、2000年)。それが大きな原因
 となって警備公安警察からはパージされ、以後は警備公安警察の実態というものをディープに取材
 はしていません。したがってこの十数年ほど、特にスマホやGPSといった、いわゆるデジタルデ
 バイスが登場してからの警備公安警察の活動実態というものを私はつぶさに把握していません。そ
 の前提の下で申し土げることをご承知おき下さい。

 まず、警備公安警察の情報収集の手法にはさまざまありますが、対象組織の拠点の監視や尾行はそ
 の代表的なものです。たとえば、ムスリムの監視ではモスクの前のアパートやマンションを借り上
 げてカメラを設置し、出入りする人々を24時間態勢で監視をする。また、それらの人々を尾行し、
 立ち寄り先や交友関係を調べ上げる。そうした人物をさらに尾行したり、警察の持つ各種公権力な
 ども使ってさまざまなプライバシー情報などをかき集めたりするわけです。彼らに言わせれば、そ
 うした情報収集によって点が徐になり、面になっていく。そのような監視活動の一端を、インター
 ネット上に流出した外事三課の内部資料から窺い見ることができます(資料1)。

 また資料2からは、都内に住むムスリムの男性のプライバシー情報を外套=一課がかき築めていた
 ことが浮かび七がります。氏名、住所、生年月日といった基礎的データはもちろん、家族関係、そ
 の生年月日や勤務先、旅券番呼、出入国歴、モスクヘの立ち入り状況から身体的な特徴に至るまで、
 ありとあらゆる情報を蓄積していて、こうした入物データは流出したものだけでも膨大なほにのぼ
 ります。

 

                                                         この項つづく

 

  ● 今夜の一曲 

『春の手紙』

大貫 妙子(おおぬき たえこ、1953年11月28日 - )は、日本のミュージシャン。愛称は「ター坊」。

 

   冬空に架る Rainbow

   風は運んでくる

   あなたとつないだ手の甘いぬくもり

   ただそばにいるだけで

   しあわせだったのに

    「好きだ」とは最後まで□にしなかった

   時が過ぎても本当のことを

   知リたいと思う時かおるの

   めぐる季節を私は見てる

   心に芽ばえる新しい春を待つように

   あなたの見つめていた公園の陽だまり

   ひとりに帰る時の遠い眼差

   笑顔を見せてうつ仁かないで

   正直な気持をととけて

   湛ついてても迷っていても

   あなたは誰よりも素敵だった

   めぐる季節を私は見てる

   それそれの想い出ぬぎすてそして

   巻へと贈る手紙は今も

   ピリ才ドをうてずにいるから

   あなたと生きてる

                                    作詞/作曲/歌  大貫 妙子 / Sep. 21, 1993 

● 寒い一日でした。

 
     極寒の雪の下には蕗の薹
     
             春告げる君が手にする蕗の薹


スマホのショートメールの俳句のやりとり。 打ち込みの練習にはなりますが、目が疲れます。彼女の季
語重なりですが、寒いという現実に同情して、アンサーハイクを届ける。面白いツールですよね。夕食
は蕗の薹入りポトフとして戴きましたが、さて、あまりの寒さに雪中行軍訓練ではないが宅トレ、マッ
クス時速5.5キロでウォーキング合計時間1時間7234歩、5.5キロメートル。身体を暖めること
に成功。明日もこの調子でいくことに。

 

小さな巨人

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                     告子(こくし)篇    /    孟子    

                                   

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

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

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

      
     No.145

 【ピエゾタイル篇:風圧分布高密度計測センサ薄膜】

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

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

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

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

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



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

※ 関連特許

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

【太陽光を無償設置するPPA事業】

● フリーソーラープロジェクトの普及拡大を後押し

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

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

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

 

  

 ❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.1

   ● 東日本大震災から学んだこと

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

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

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

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

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

 「じゃあ、食べ物はまだまだ要るよね」

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

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

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

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

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


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

                                       この項つづく 

 

● 事件背景と告発の意味 Ⅷ

 第2章 信教の自由・プライバシーと監視社会-テロ対策を改めて考える  

    第4節 流出資料で見る警備公安警察の監視の実態

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

 

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


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

   第5節 ヨーロッパにおける監視捜査の状況

  個人情報の収集に関してヨーロッパとアメリカでは基礎となる考え方が異なります。それはプラ
 イバシー権が発展してきた歴史が異なるためです.アメリカのプライバシーはアメリカ合衆国憲法
 修正4条とともに発展してきました。修正4条は日本国憲法35条と類似した条文で、主に住居の
 不可侵をうたったものです。無限定な捜索や差押を禁止し、特定の容疑と結び付いた令状に基づく
 捜査を原則としています。
  そして判例法の発展とともに、住居などの閉鎖的な空間でなくとも、プライバシーの合理的な期
 待が及ぶ状況であれば、修正4条の理念が適用されるとして、通信の秘密などに厳格な保護が及ぶ
 ようになっていきます。
  他方、ヨーロッパでは主にナチスードイツのポロコーストに対する反省が基礎とされています。
  ナチスはひとりひとりの個人情報を収集し、分析することでユダヤ人かどうかの選別を行いまし
 た。国家権力が市民の個人情報を収集し、それが濫用された場合に最悪の結末が訪れるという強烈
 な体験が土台にあります。そのため、EUでは国家が個人情報を収集すること自体を厳格に制限し
 ています。
  このように国家による監視、個人情報の収集という現象に関して、ヨーロッパとアメリカでは状
 況が異なることを前提に宮下氏の説明を伺います。

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

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

 宮下:2013年6月7日、スノーデン事件の直後ですけれども、オバマ大統領有時)が次のよう
 な演説をしました。「100パーセントの安全と100パーセントのプライバシーを何の苦労もな
 く持つことはできないと認識することが重要である」(14)
  みなさんがこの国を守らなければならない、そのような立場に立てばやはりテロ対策なり情報収
 集は必要となります。同時にテロと何の関係もない一般市民のプライバシー情報を無断で収集する
 こともやはり許されないことです。
  昨年(2015年)靖國神社のとある公衆トイレで爆破事件が起きました。公衆トイレは危ない
 場所であるとして、全国の公衆トイレに監視カメラをつけるとしたら賛成するでしょうか。
  このように、いくら監視をしてもテロを防げるかどうかはわからない。他方で監視をすればプラ
 イバシーの侵害が起こってしまう。このことを議論の出発点としなければなりません。
  先月(2016年.5月)までベルギーのブリュッセル自由大学で研究をしておりました。テロ
 の後、EU諸国でどのような対策が練られているのでしょうか。EUの各国首脳が集まるEU本部
 では、「イスラム教徒はテロリストではない」というメッセージを発信しております。ごくごく当
 たり前のメッセージです。しかし、このごくごく当たり前のことが共有できていないというのが、
 監視の現状なわけです。

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

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

                                      この項つづく

 Feb. 06, 2017

● 電動バイク MotoGPプロモーター2019年スタート

モトグランプリにも再エネの流れが加速している(決定との情報は未確認)。



● 今夜の寸評:小さな巨人

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

Sep. 14, 2017


 Feb. 6, 2018

 

  




小さな巨人Ⅱ

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                     告子(こくし)篇    /    孟子    

                                   

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

 

    

 ❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.2 

   ● 福島第一原発事故の衝撃 

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

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

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

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

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

   ● かまぼこ屋のささやかな挑戦

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

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

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

                                     この項つづく 

      
     No.146

【水素エネルギー篇:高活性窒素酸化物浄化触媒】 

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

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

❦ どこが違うのか

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

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



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

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


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

【新方式のアレーアンテナ、高精度にビーム走査】

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

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

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

❦ どこが違うのか

● アンテナ素子を個別にモーターで回転させ、高精度なビーム走査を実現

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

 

● 高効率を実現し、低消費電力化に貢献

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

 

※ 関連特許

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

【概要】

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



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

【概要】

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


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

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

【植物工場篇:水耕栽培方法】

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

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

 Feb. 7, 2018



● 5月にケープタウンの水がなくなる

南アの大都市で未曽有の水不足、都市の渇水は世界各地で起きている

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

 ● 今夜の寸評:小さな巨人Ⅱ

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

 

小さな巨人Ⅲ

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                     告子(こくし)篇    /    孟子    

                                   

            ※ 人間の本性は牛の本性と同じか:告子が言った。「生きてい
             くこと、それが本性だ」
              孟子がきいた。
             「生きていくことが本性だというのは、白いものなら、すべ
             て白だというのと同じことかね」
             「そのとおりだ」
             「では、羽の白と雪の白は同じであり、雪の白と玉の白とは
             同じなのだね」
             「そのとおりだ」
             「とすれば、犬の本性は牛の本性と同じであり、牛の本性は
             人間の本性と同じだというのだね」  

      
     No.147 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術】 

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

このように、エネルギーハーベスティング用レクテナは、従来のレクテナが、RFエネルギーをDC電
力に変換できるが、周囲のRFエネルギーの大部分を取り込むことができず、アンテナ(一般に、標準
の50オームまたは75オームのアンテナ)のインピーダンスを、整流回路(一般に、抵抗の他に、
強いインダクタンス/リアクタンスを有する整流回路)の入力インピーダンスと一致させるために、
従来の整流回路は、個別にRFマッチングステージを有すが、従来のRFレクテナでできることは、RF
の高出力密度のレベル(一般に、1W/m2より高い)のもとで、使用可能なDC電圧を生成するだ
けであり、無線電力伝送システム内――専用高出力トランスミッタにより十分な高RFエネルギーが生
成されている。通常、周囲RFエネルギーは非常に弱く(mWからμWまで)、エネルギーハーベステ
ィングには、周囲の供給源の電力レベルが低く不十分であることが証明されている。また、従来のレ
クテナは、単一の周波数帯用であり、大型のため適用性がなく、RFエネルギーの大部分を取り込むこ
とはできない。アンテナ(標準の50オームまたは75オームのアンテナ)のインピーダンスを、整
流回路(抵抗の他に強いインダクタンス/リアクタンスを有する整流回路)の入力インピーダンスと
一致させるため、従来の整流回路は、個別にRFマッチングステージを有し、従来型で可能なことは、
RFの高出力密度のレベル(1W/m2より高い)のもとで、使用可能なDC電圧を生成するだけで、
無線電力伝送システム内で使用――専用高出力トランスミッタにより、十分なRFエネルギー生成され
る。周囲RFエネルギーは非常に弱く(mWからμWまで)、エネルギーハーベスティングを行うには
周囲の供給源の電力レベルが低く不十分であり、単一の周波数帯用(狭い帯域のRF信号を取り込む)
であり大型で適用しない。

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

❦ どこが違うのか 量子トンネル効果で光電変換:天候に関係なく24時間動作

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

● 28.3THzにおけるAl2O3系MIM受動レクテナによる光整流

 【要約】

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

【鍵語】

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

【概要】

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

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

 



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

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

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

結果は、MIMダイオードの全体的な出力電圧への主な貢献がSeebeck であることを示した。MIMダイ
オード出力への熱寄与の問題は重要ではあるがトリッキーであり、これらの高周波でのMIMダイオー
ドの真の光整流を理解するためには注意深い検討が必要である。上記と以前の研究を考慮して、この
作業に絶縁体層として酸化アルミニウム(Al2 O3)を選択。 Al2O3は、より高い1Hz周波数で低い誘
電率(0.5〜3.5の範囲)を有する。この値は、以前の研究のCuOのほぼ半分(またはそれ以下)であり
、MIMダイオードのカットオフ周波数を高めるのに役立つと期待される。またAuとTiは、それぞれ仕
事関数(WF)が5.1 eVと4.33 eVになると予想される金属アームとして使用される。 金属間のこの高
い仕事関数差は、電子トンネリングを容易にする。前回の研究でのもう1つの問題は、非常に薄い絶
縁体層(約0.7 nm)に起因するデバイスの脆弱性である。この研究では、酸化物の厚さを約1.5nmに倍
増加。上記のステップにより、アンテナが信号(レクテナの偏光感応出力によって確認された)をピ
ックアップし、MIMダイオードが光学的整流(ゼロバイアスの応答性および計算によって確認される)
を提供できる28.3THz MIMダイオードベースのレクテナを実証できた。これは、MIMダイオードベース
のレクテナを使用した28.3 THz信号のゼロバイアス整流の最初のデモンストレーションである。
尚、この論文では、アンテナ部の完全電磁(EM)シミュレーション、MIMダイオード部の量子力学シ
ミュレーション、プロトタイプのレクテナのナノ加工プロセス、完全DCおよび光学的特性評価を記載。

                                       この項つづく 
                           

    

 

 ❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.3 

   ● 経済界からのもう一つの声  

  秋口に入り、原発が定期点検のためにIつひとつ停止していきました。すると並行して、原発
 がないと電気が足りなくなるという理由で再稼働を求める論調がかなり声高に聞こえてくるよう
 になりました。一方、原発反対という声も聞こえます。そこで私か思い浮かべたのは世論調査の
 通常の回答パターンでした。すなわち両端の2割が「そう思う」「そうは思わない」、中間の6
 割が「どちらともいえない」。
  この2割一6劃一2割の論理を無理やり原発の議論に当てはめると、原発がなければこの国は
 立ち行かないとしきりに主張する経済界といわれる2割、昔から原発反対を唱えるいわゆる市民
 運動派といわれるもう一端の2割、そして、真ん中の6割は、今回の来電の事故でアッと驚きま
 したが、どっちを信じていいのかわからない多くの人たち、私は脱原発だけを声高に言うつもり
 はありませんし、原発推進派を敵視するつもりもありません三肉極の2割の人たちの意見に乗っ
 かってなにかをしようとするのではなく、福島原発事故でほぼ、みんなに共有できた「原発は危
 険だ」という観点から、できることをしていきたいのです。

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

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

                                     この項つづく

 

 ● 今夜の寸評:小さな巨人Ⅲ

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

  

小さな巨人Ⅳ

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                     告子(こくし)篇    /    孟子    

                                   

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

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

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

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

   
高橋洋一 著 『戦後経済史は嘘ばかり』   

    第3章 奇跡の終焉と「狂乱物価」の正体

   第3節 固定相場を維持するには膨大なドル買いが必要になる

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

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

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

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

  では、いつから変動相場制に移行したのでしょうか。

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

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

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

 となります。

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



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

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

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

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

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

  The Works of Robert

    第5節 石油ショックで急激なインフレが起こった」はウソ

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

 

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

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


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

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

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


                                        この項つづく

      
     No.148 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術Ⅱ】 

 ● 28.3THzにおけるAl2O3系MIM受動レクテナによる光整流 

【材料と方法】

1.シミュレーション

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

1.1 隙間のある蝶ネクタイ型アンテナ

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

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

1.2 オーバーラップアンテナシミュレーション 

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


図3

                                         この項つづく 

    

❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.4

    ● かまぼこ屋だからこそできること  

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

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

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

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

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

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

              この項つづく

  

 

小さな巨人Ⅴ

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                     告子(こくし)篇    /    孟子    

                                   

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

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

 

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

      
     No.148 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術Ⅲ】 

 ● 28.3THzにおけるAl2O3系MIM受動レクテナによる光整流  

【材料と方法】

 2. MIMダイオードのシミュレーション

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

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

 

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


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



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

【デバイス製造法】

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

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


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

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



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

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

 

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

                                        この項つづく 

    

 

❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.5

     ● グローバルからローカルへ  

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

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

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



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

                                        この項つづく
 

  ● 今夜の一品

ワイヤレスイヤホン最強音質ランキング No.1 W800BT

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

  ● 今夜の一曲

❦ 『A New Day』

   私らしく生きてゆくと
   決めてから どれくらい経った?
   漂うように あてもなく過ごした日々 不安ばかりで

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

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

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

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

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

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

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

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

   

小さな巨人Ⅵ

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                     告子(こくし)篇    /    孟子    

                                   

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

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

 

メルガマ購読者のわたしたちはいずれ地震予知は可能だと信じていますがね。 

    

❦ なぜ、かまぼこ屋がエネルギーのことを考えたのか ❦ No.6 

     ● 地域を自立させる試み

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

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

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

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

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

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

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


                                       この項つづく

      
     No.148 

【サーモタイル篇:最新光レクテナ技術Ⅲ】 

 ● 28.3THzにおけるAl2O3系MIM受動レクテナによる光整流  

【実験結果】

1.直流測定および分析

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

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

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

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

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

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

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

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

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


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

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

 2.光学計測

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


図11 レクテナ装置の光学的特徴付けに使用される光学測定装置の概略図



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

図12から明らかなように、85nVの出力電圧(VOC)が実験的に得られ、これは(Vsignal2-Vnoise2)1/2 ここで、
平均信号電圧は100nVであり、平均ノイズ信号は53nVである。最大レーザ強度(3×104W / m2)にレクテナ
装置の照射面積(3.4×10-5mm2)を掛けて、1020nWのレーザ入力パワー(Pin)を得た。装置の DC 出力は、
(5)によって推定することができる。

Pout = 0.25Voc2 / R0                                 (5)

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

ηrectenna= Pout/Pin               (6)

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

ηImpMatch = 4RAR0/(RA + R0)2 = 2.24×10-3     (7) 
ηRCcoupling = 1/(1 +(RAR0/(RA +R0)ωC)2 = 8.57×10-3  (8)

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

Pout = 0.25 Isc2 R0                         (9)

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

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

【結論】

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

❦ S君へのショート・メール

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

                                          この項了



Credit: Kiyoshi Ota/Bloomberg via Getty Images

 Jan. 6, 2018

● 日本の研究費は十分ではない ?!

 

 

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