彦根藩二代当主である井伊直孝公をお寺の門前で手招き雷雨から救った
と伝えられる "招き猫”と、井伊軍団のシンボルとも言える赤備え(戦
国時代の軍団編成の一種で、あらゆる武具を朱塗りにした部隊編成のこ
と)の兜(かぶと)を合体させて生まれたキャラクター。愛称「ひこに
にゃん
13 子 路 し ろ
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「その身を正す能わざれば、人を正すをいかんせん」(13)
「近き者説べば、遠き者来たらん」(16)
「速やかならんと欲すれば、達せず。小利を見れば、大事成らず」(17)
「君子は和して同ぜず、小人は同じて和せず」(23)
「剛毅木訥(ごうきぼくとつ)、仁に近し」(27)
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27 剛直で無骨な人間は、仁者に近い。(孔子)
子曰、以約失之者、鮮矣。
Confucius said,
"If you are moderate, your mistakes will be reduced."
サントリー ブルー三昧の今日この頃。たまには金麦シリーズに手をだ
す。ところで、ウイズコロナの季節に入り、食欲はダウン。そこで考え
たのは、冷凍の焼き餃子と卸ニンニクとごま油と酢醤油で昼は軽めで量
で通すことに決める。リープ野菜は家庭菜園から、その他の具材は残り
物をアレンジし、連続何日つづくか来週からスタート。
「第2波を何としても食い止めなければ、大阪も日本も経済がもたない。
そのために検査体制を落ち着いている間にしっかりする。今回の連携、
非常に期待しています」 大阪府庁で開かれた連携協定の式典には、京都
大学iPS細胞研究所の山中伸弥教授、大阪市立大学や京都大学附属病院な
どの担当者が出席しました。 この協定では、新型コロナウイルスの性質
を把握し、治療薬やワクチン開発を共同で行います。iPS細胞を使って人
間の臓器を再現し、コロナウイルスが与える影響などを調べるというこ
とです。また、PCR検査の能力を拡充するため、新しい機器を導入し
て自動化を図ります。さらに、大阪市立大学が独自開発を進めている抗
体検査などを活用して、第2波・第3波の流行に備えた疫学調査も行う
という。
高性能*安価なニッケル水素化電池はのリサイクルに最適
ストックホルム大学の研究グループは、古い電池をリサイクルする新し
い方法は、より高性能で安価な充電式水素電池(NiMH)を提供。「この
新しい方法により、アップサイクルされた材料を新しい電池の製造に直
接使用できることを公表。新しいリサイクルは、再利用可能な電極材料
の機械的洗浄と分離、および古い使用済み電極からの腐食生成物から成
る。95%以上は有用であり、新しいバッテリーの製造においていくつか
のステップを節約することもでき、パフォーマンスも向上する。従来の
バッテリーのリサイクルに含まれていたコストのかかる再溶解と削減が
回避されるためリサイクルが容易になる。水素化物電池、いわゆるNiMH
電池は、水素が金属水素化物に貯蔵されるニッケル電極と水素電極に基
づいている。バッテリーは、今日市場で入手可能な4つの基本的なタイ
プの充電式バッテリーの1つ。他はリチウム、ニッケルカドミウムまた
は鉛に基づいている。
ハイブリッド車や電動歯ブラシに使用
NiMHバッテリーは1990年代に開発され、たとえばトヨタプリウスなどの
ハイブリッド車に使用されているが、電動歯ブラシや電気かみそりにも
使用されている。リチウムのように爆発する危険がある。NiMHは有毒な
重金属を含まないため、より環境にやさしいとも考えられている。研究
当初、大量の水素を固体の形で貯蔵できる金属水素化物を見つけるこに
焦点があった。成功したとき、最初の使用は充電式電池で。水素含有量
が高いため、ニッケルカドミウム電池と比較して電池容量が2倍となる。
この技術は、単純化されたリサイクルプロセスを通過した後、材料が新
しい電池で使用されるで、より良い特性を得るということであり、これ
は新しい電池ではなく、充電式水素電池の有用性の大幅な改善にある。
第二次世界大戦中の突破
充電式電池の化学薬品の開発には時間がかかります。第二次世界大戦中
に、携帯用電子機器に使用できるニッケルカドミウム電池の突破口が訪
れた。基本的に事実上すべての化学反応の電気化学セルまたはバッテリ
ーを構築できるという事実にもかかわらず、充電式バッテリーの化学的
性質を得るのは困難であり、長い時間がかかります。鉛に基づく最初の
充電式バッテリーは、その後、1900年初頭まで充電式ニッケルカドミウ
ム電池が主流であったが、どちらも鉛やカドミウムなどの環境に有害な
金属を使用していた。
実用的な電池の化学的性質を見つけることの難しさは、NiMH電池とリチ
ウム電池が登場するまで、ほぼ1900年終わりまでかかる。現代の充電式
電池には、希少な材料や、複雑で費用のかかる処理工程を経てうまく機
能する材料が含まれている。バッテリーセルが製造されるとき、それら
は活性化されなければならない。この間、特別なスケジュールに従って、
いくつかの慎重な充電および放電サイクルが行われている。以前新しく
購入した車が工場から出荷されたときの慣らし期間と比較できる。バッ
テリーの形成はバッテリー工場で行われ、時間と投資を必要とする。こ
の多くはすでにアクティブ化されたマテリアルを使用し保存できるよう
になっている。
図1.20,000倍率のSEM二次電子画像(a)t = 0、(b)t = 5分、(c)
t = 30分、および(d)t = 2時間での循環物質のソノトロード超音波処
理サンプル。(a)から(d)に移動すると、金属表面に平行に配置され
た針状の希土類結晶の量が減少することがわかる。
【要約】ニッケル水素化物(NiMHセル)の形成と循環中に、金属水素化
物粒子の表面腐食により、針状の希土類水酸化物結晶の多孔質外層を形
成。この層の下で、より高密度で、より薄い酸化層が、MH電極粉末粒子
の内部金属部分を保護する。充放電反応速度を促進すると想定されるナ
ノサイズのニッケル含有クラスターもここで形成される。この研究では、
機械処理をテストして、使用済みNiMHバッテリーからの水素貯蔵合金を
リサイクルする。これは、表面の触媒特性を維持しながら、合金粒子の
外側の腐食した表面を除去➲走査型電子顕微鏡画像と粉末X線回折測
定で単純な洗浄手順と組み合わせて、ボールミルまたは超音波処理によ
り腐食層を部分的に除去できた。再調整された合金粉末は、改善された
高速特性を示し、初期の合金よりも速く、活性化しする。これは、初期
のサイクル中に合金粒子上に作成された保護界面層がかなり安定するこ
とを示す。処理による表面への機械的衝撃によって作製されるより大き
なアクティブな表面も、動的特性を改善➲同様に、サイクリング中の
機械的ひずみにより、合金粒子が細かく砕かれます。ただし、これらの
粒子の一部は凝集体を形成し、電解質へのアクセスを低下させ、それら
を不活性にする。機械的処理はまた、凝集物を分離し、したがって、ア
ップサイクルされた材料における反応速度論をさらに促進➲全体とし
て、NiMH電極材料が新しいバッテリーで2番目の寿命でより良い性能を
発揮できることを示唆する。
キーワード:金属水素化物; NiMHバッテリー;再生;再調整;超音波処理;
ボールミリング;酸洗浄;アルカリ洗浄
図3.図1と図2に示すように、5分、30分、2時間のソノトロード超音
波処理を行った合金の60 mA g-1での放電曲線
図4.(a)サイクルされた材料、(b)超音波浴からの材料、および(c)
ボールミルされた材料からの粒子表面のSEM顕微鏡写真
図6.(a)サイクルされた材料と(b)ボールミルされた材料の断面顕微
鏡写真
未処理の循環材料とボールミル粉砕した材料の断面を準備(図6)。ボ
ールミル粉砕された材料は、ボールミル粉砕された粒子と腐食した表面
からの新鮮な表面を有する粒子の混合物を示し、ボールミル粉砕は粒子
を分離し、ほとんどの希土類水酸化物針を取り除いた。これは、亀裂と
外部の両方のすべての表面に腐食層が見られる循環材料とは対照的。腐
食した粒子で観察された表面層は、EDS マッピングによって酸素に富ん
でいると判断されました(図7)。この酸素に富む構造は、以前に示し
たように、希土類水酸化物で構成されている可能性が最も高い。
図7.腐食した合金粒子の酸素Kαカウント(b)を含むSEM画像(a)お
よびEDSマップ。酸素含有量が高い表面層を示している。下図8では、
使用済みバッテリーから取り出したサイクル済み合金のハーフセル測定
で初期容量の約5%が失われている。電解液の乾きによる寿命基準ボー
ルドミルされ洗浄された合金が最高の性能を示す。それらは自然のまま
の合金の容量に達しただけでなく、非常に急速な活性化も示した。これ
は、元のバッテリー合金の形成中に腐食によって作成された活性表面が、
ほとんどの面で、まだ無傷であることを示す。超音波浴で超音波処理さ
れたサンプルは、同じ容量に達していなくても、おそらく希土類水酸化
物腐食生成物の除去効果が低いために、同様の挙動を示した。
図8 処理済みサンプルと未処理サンプルの最初の10サイクルで測定さ
れた平均容量。すべての10サイクルで、60 mA g-1(0.2 C)の放電率が
使用。測定された容量は、電極製造で追加されたNiを考慮に入れるよう
に調整された。改善されたより迅速な活性化の傾向は、高率放電特性に
も反映された(図9)。前回の長期テスト中のサイクルの結果として、
合金粒子は活性な表面を形成するだけでなく、小さな粒子に分解され、
表面積が増加。このように、反応速度論は、反応性表面の存在によって
だけでなく、よりアクセスしやすい表面によっても改善されたが、図6
に示すように、これらの粒子の多くは適切に分離せず、電解質内で長い
拡散経路が生じた。
超音波処理とボールミリングは、凝集した粒子を開くのに役立ち、イオ
ン輸送へのアクセス性が向上した。
図9. 60 mA g-1、300 mA g-1、600 mA g-1、1200 mA g-1、および2400
mA g-1での、新しい材料、循環材料、ボールミルされた材料、およびバ
ス超音波処理材料
ボールミリングと超音波処理による粒子の断片化は、粒子サイズの分布
も変化させ(図10)、ボールミリングされた浴超音波処理された材料
の小さい粒子サイズは、より大きな活性表面に対応した。
図10. SEMで測定した、処理済み/未処理のサンプルの粒子サイズ分布。
各サンプルについて、合計500回の測定が行われました。処理された材料
では、平均粒子サイズの大幅な減少が見られる。
下図11 倍率10,000倍のSEM二次電子画像。サイクル処理されたアノード
材料の酸処理サンプル:(a)未処理、(b)0.05 M H2SO4で1分、(c)
0.1 M H2SO4で1分、(d)1 M H2SO4で1分。
同じ特性化が酸処理サンプルで行われた。図11は、酸処理前のサイク
ル処理した合金と、さまざまな濃度の硫酸で処理したサンプルのSEM顕
微鏡写真を示す。濃度が0.05 Mから1 MのH2SO4溶液を使用すると、針状
結晶の層が完全に除去され(図11d)。しかし、酸濃度が高いと、バル
ク合金が攻撃された(図11d)。結果はXRDによって確認された(図12)。
元のサイクル合金と比較して、酸処理後のサンプルの希土類水酸化物ピ
ークは存在しない。ハーフセルテストの放電曲線(図13)は、低濃度の
H2SO4で処理されたサンプルに最適な容量を示した。0.05 M H2SO4で1分
間処理したサンプルも、非常に急速な活性化を示した(図14)。これは、
元のバッテリー合金の形成中に腐食によって作製されたアクティブな表
面が、ほとんどの面でまだ無傷であったことを示している(上記のボー
ルミル加工したサンプルについて説明したとおり)。高濃度のH2SO4(
0.1 Mおよび1M)で処理されたサンプルは、アクティブな表面/中間相が
おそらく損傷を受けているため、ゆっくりとした活性化を示した。これ
は、中間層の存在が優れた性能にとって重要であり、腐食保護と触媒活
性種の両方を提供することを示している。結果は、RE水酸化物が希硫酸
溶液で非常に迅速に溶解することを示しているが、適切な厚さの不動態
表面層で最適な性能を得るための実際的な手順を設計することも困難で
あることを示す。(後略)
✔ ナノサイズの粒子及び層の評価が繊細に検討されているが見て取れ
る。その意味ではわたし(たち)が30年前から着目していた「ナノコ
ンバーテック創業論」も時宜を得て、なおかつ、「ノンウエス産業運動
論」と交差している。ビジネスは「早くても、遅くても起業・興隆せず
」をも実感する。
ひと粒の麦 ~Moment~ 作詞/作曲 さだまさし
ひと粒の麦を大地に蒔いたよ
ジャラ-ラーバードの空は蒼く澄んで
踏まれ踏まれ続けていつかその麦は
砂漠を緑に染めるだろう
戦に疲れ果てた貧しい人達には
診療所よりも一筋の水路が欲しい
水があれぼさっと人は生きられるだろう
評いを止める手立てに
Moment薬で貧しさは治せない
Moment武器で平和を買うことは出来ない
Momentけれど決して諦めてはならない……