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太陽電池・蓄電池はわたしの開発テーマなのだ......
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
のこと）の兜（かぶと）を合体させて生まれたキャラクタ。愛称「ひ
こにゃん 」
【ポストエネルギー革命序論 418: アフターコロナ時代 228】
現代社会のリスク、エネルギー以外も「分散時代」
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● 祝！世界太陽電池容量１テラワット達成！
ブルームバーグ新エネルギー投資会社（Bloomberg New Energy Fina-
nce：BNEF）によると、世界の太陽光発電の総出力が１兆ワット（1012）
に到達したという。ここで、大まかに太陽電池の歴史を振り返ってみ
よう。1950年代に、主に米国で変換効率が低く、高価な太陽電池が市
販され、1970年代の石油危機の中で、ジミーカーターは、代替エネル
ギー源促進に、ホワイトハウス（後にレーガンが撤去）にソーラーパ
ネルが設置されたこともあった----いつの時代も保守／革新の対立に
翻弄されるが----ものの太陽光発電の技術研究の逓増につれ、カータ
ー政権時代のほぼ80ドル/ワット➲20世紀終わりには僅か3ドル/ワッ
トまで急落（3/80）、現在では、太陽光発電（PV）モジュールの世界
平均価格は30セント未満/ワット（3/800）と国際エネルギー機関（IE
A）やその他の機関による予測よりも急速下落し、結晶シリコンセル系
変換効率は、1970年代の15％➲最新のナノテクノロジーに基づく今
日の多接合セルのほぼ50％にまで急増。
電気自動車のように、伝統的に高価でニッチと見なされてきた太陽
光発電は現在、多くの家庭や事業の脱炭素化を望む企業にとって現実
的な選択肢になりつつあり、屋上システム設置の初期費用は高額では
あるが、家庭用太陽光発電は通常５～10年以内に自己負担から解放さ
れた後、本質的な無料で無制限のクリーンエネルギーが所有者に提供
される。世界でますます不足している石炭、石油、ガスの供給が限ら
れているのとは異なり、太陽はさらに50億年も輝き続け。家庭用ソー
ラーは、夜間のエネルギー貯蔵に蓄電池がソーラーと同様に技術革新
によりコストが逓減し、この蓄電池と組み合わせることで安定した分
散・独立システムとして普及している。ユーティリティ規模では、巨
大な太陽光プロジェクトが現在多くの国で出現。近年、最初のギガワ
ット規模（GW）の施設が散見される。最大のもので2.3GWの容量を持つ。
項に別では。中国は太陽光発電全体の30％、次にヨーロッパ21％、次
に米国16％である。ドイツはベルリンに本社を置くPVMagazine社によ
ると、数十年にわたる急速成長に続き、太陽光発電の世界的な設置容
量は今月１兆ワットを超た（Bloomberg New Energy Finance（BNEF）
社のデータに基に分析）。
さて、世界の太陽光発電容量は2020年末時点で788GWであり、2021年
にはさらに183GWが追加され、合計で971GWになっている。現在の傾向
に基づき、2022年3月15日に1,000GWのマイルストーンを通過したと推
定。PVMagazineは、このような正確な日付取得の２つの警告を指摘し
ている。屋根が交換されることもあり、悪天候によって設備が破壊さ
れることもある。研究者が求める設置データは絶えず変化し、世界中
のさまざまなメーカから入手するため過小評価される可能性がると。
将来に目を向けると、世界の電力、輸送、暖房、およびその他のニー
ズを脱炭素化に、数十テラワットの太陽光発電容量が必要となるが、
破壊的技術は私たちを驚かせ、予想よりも早く成果を上げる。ソーラ
ーはそのような技術の1つ。例えば、IEAは、各年次予測で太陽光発電
の成長一貫し過小評価。Bloomberg NEF社は、太陽光発電が2040年まで
にエネルギーミックスの20％を占めると予測、これも控えめな予測で
で----①より大規模で効率の向上、②窓や眼鏡などのウェアラブルデ
バイス設置の透明な太陽電池、③宇宙ベース太陽光発電は、24時間太
陽光を取り込む機能など----これを実現きるだろうという。
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宇宙ベース太陽光発電：
商業的に実現可能。数十年の開発の後、宇宙ベースの太陽光発電から
生成されたエネルギーは現在、多くのグリッドに追加されています。
この概念は1970年代から存在していたが、ナノテクノロジーと伝送効
率の進歩により、商業的にも技術的にも実現可能となったのはごく最
近。このシステムでは、いくつかの大型衛星を静止軌道に配置する。
当初、これは政府機関と民間企業が共同で資金を提供し実行。各衛
星の太陽電池アレイ（通常は1?3 kmのサイズ）の非常に大きなナノテ
クベースの表面が太陽光のエネルギーを取り込み、太陽光はマイクロ
波またはレーザーを介して地球に照射される。地上にある大きなレシ
ーバーばはエネルギーを受け取り、使用可能な電気に変換する。
【長所】
１．より高い収集率：宇宙では、太陽エネルギーの伝達は大気ガスの
ろ過効果の影響を受けない。その結果、軌道上での収集は、地球の
表面で達成可能な最大値の144％となる。
２．より長い収集期間：地球上空で、軌道を回る衛星は、通常1日24時
間、一貫して高度の太陽放射にさらされる可能性があるが、地上の
パネルは最大で１日約12時間に制限される。
３．気象問題の排除：軌道を回る衛星は、大気ガス、雲量、風、雨、
その他の潜在的な気象イベントのかなり外側にある。
４．植物と野生生物の干渉の排除。
５．リダイレクト可能な電力伝送：衛星は、地理的なベースロードま
たはピーク負荷電力のニーズに基づいて、オンデマンドで電力をさ
まざまな地表の場所に送ることができます。
６．温室効果ガスの排出がないため、気候は軌道太陽光発電の恩恵も
受けます（ただし、地球に放出されたエネルギーは最終的に熱とし
て失われます）。
しかし、これらのプロジェクトは、宇宙環境の敵意のために、最
初は費用がかかります。パネルは、スペースデブリから保護するた
めに高強度のシールドが必要であり、その巨大な表面積により、入
ってくる破片に対して脆弱になる可能性がある。
よりハイテクなステーションのいくつかは、自己修復できるナノ
テクノロジーベースの複合材料を備えています。ソーラーパネルの
劣化は、最初は不経済になりそうだが、技術のさらなる進歩により
この問題は後で解決される。完全な始まりからはほど遠いものの、
宇宙ベースの太陽光発電は、21世紀後半から22世紀にかけて大成功
を収める産業に成長。月と火星の周りの軌道にも衛星が現れ始め、
有人基地で利用できるエネルギーを大幅に増やす。地球に降り注ぐ
太陽光のほぼすべてが何らかの方法で捕捉されて収穫されるまで、
地球の周りでほぼ2世紀にわたって成長し続けるだろう。
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Mafic Studios, Inc
📚via Solar power reaches 1 TW milestone
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電池パックを直列接続し、15Vにした電池を用いて、家庭用掃除ロボット
を動かすデモビデオ
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特集：“脱リチウム”電池時代到来 ②
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□ リチウム硫黄電池やナトリウムイオン２次電池（ＳＩＢ）、空気
電池など、種類はさまざまだが、やはり筆頭に挙げられるのが全固体
電池次世代電池開発が活況を呈す。全固体電池が、なぜ注目を集める
のか。その理由は、自動車メーカーが次世代電動車（ｘＥＶ）への搭
載による。固体の電解質を用いた全固体電池ならリチウムイオン２次
電池（ＬｉＢ）に比べ圧倒的に安全性が高まり。また５ボルト級の電
圧を持つ正極材を適用する場合、固体電解質ならＬｉＢの電解液のよ
うに劣化する心配もない。電位の高い正極材や金属リチウム負極など
と組み合わせ可能なため、電池性能の飛躍的向上も叶い、さらなる航
続距離延長につながる。自動車メーカーが全固体電池にこだわる大き
な理由の一つはシステムコストの低減にある。ＬｉＢの動作温度はマ
イナス２０～プラス５０℃程度。高容量化が進む車載用途では、水冷
の温度管理システムが必須。固体ならマイナス４０～プラス１００℃
の幅広い動作範囲を持つ全固体電池なら高温環境にも耐えられる、管
理システムに用いる冷却パーツの簡素化が可能だ。現状比で半減する
全固体電池を使用する最大のメリットとなる。
"全固体Naイオン二次電池でロボット掃除機を駆動
▶ 2022.3.24 6 9:30 EE Times Japan
日本電気硝子は「第13回 国際二次電池展（春）」（2022年3月16～18
日、東京ビッグサイト）にて、開発中のオール酸化物全固体Na（ナト
リウム）イオン二次電池を展示。同社のオール酸化物全固体Naイオン
二次電池は、発火や有害ガス発生のない安全な固体酸化物で構成され
ていて、リチウムイオン電池に近い3Vで作動する。正極と負極には結
晶化ガラスが、固体電解質には酸化物のセラミックスが使用されてい
る。これらの主成分はナトリウム、鉄、リンと豊富な資源であり、リ
チウムやコバルト、ニッケルといったレアメタルは使われていない。
集電体に軽量なアルミニウムを用いていることも特長。会場では、電
池パックを直列接続し、15Vにした電池を用いて、家庭用掃除ロボッ
トを動かすデモ（上図像）も行っている。会場では、電池パックを直
列接続し、15Vにした電池を用いて、家庭用掃除ロボットを動かすデ
モも行った。全固体Naイオン二次電池はモータを動かせるかどうかが
鍵となる。リチウムイオン電池の定格電圧は3.7V。一方で全固体Naオ
ン二次電池は3V。その差分を加算追加接続）。「全固体Naイオン二次
電池のサンプル出荷は、2024年以降、順次開始する予定。
【特許事例】
❏ JP2021068672A ナトリウム全固体電池の正極の製造方法
【概要】図２のごとく、Ｐ２型の層状結晶構造を有する正極活物質と、
ＮＡＳＩＣＯＮ型のリン酸化合物とを混合した後に、３００℃以上６
００℃以下にて熱処理をおこなう工程を有するＰ２型の層状結晶構造
の正極活物質と固体電解質との界面抵抗を抑制することができるナト
リウム全固体電池の正極の製造方法の提供。
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❏ JP2016042453A ナトリウムイオン電池用電極合材、及びその製造
方法並びにナトリウム全固体電池
【概要】図１のごとく、ナトリウムイオン二次電池用電極合材は、活
物質結晶、ナトリウムイオン伝導性結晶及び非晶質相を含むことを特
徴とする。前記活物質結晶が、Ｎａ、Ｍ（ＭはＣｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｏ
及びＮｉから選ばれる少なくとも１種の遷移金属元素）、Ｐ及びＯを
含むことが好ましいく、密で、ナトリウムイオン伝導性に優れ、高出
力化が可能なナトリウムイオン電池用電極合材及びナトリウム全固体
電池を提供。
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図１．
❏ JPWO2020022342A1 全固体ナトリウム電池用の固体電解質とその製
造方法及び全固体ナトリウム電池
【概要】式：Ｎａ３−ｘＳｂ１−ｘαｘＳ４（式中、αは、Ｎａ３−ｘＳｂ１−ｘαｘ
Ｓ４がＮａ３ＳｂＳ4よりも大きいイオン伝導度を示す元素から選択さ
れ、ｘは０＜ｘ＜１である）で表される全固体ナトリウム電池用の固
体。高電圧動作は、電池のカソード材料のエネルギーと電力密度に不
可欠ですが、その安定化は依然として普遍的な課題です。今日まで、
劣化の原因は主にサイクリングによって開始された構造変形に起因し
ていましたが、高度な合成プロセス中に誘発された固有の結晶学的欠
陥の影響は大幅に見過ごされてきました。ここでは、insituシンクロ
トロンX線プローブと高度な透過型電子顕微鏡を使用して、ナトリウム
層状酸化物カソードの固体合成と充電/放電プロセスをプローブし、ク
エンチング(消光）により誘発されるネイティブ格子ひずみがナトリウ
ム層状カソードの劣化壊滅的な能力に圧倒的な役割を明らかにし、従
来の認識、つまり相転移とカソード界面反応に反する。
固有の格子ひずみの自発的な緩和が、サイクリング中のナトリウム層
状カソードの構造的地震（例えば、転位、積層欠陥、断片化）の原因
であることが観察される。温度と速度。この調査結果は、カソード材
料の劣化の起源に関する物議を醸す理解を解決し、高電圧での優れた
サイクル安定性の担保に固有の結晶学的欠陥を排除することの重要性
を強調する。
【関連論文】
ナトリウム層状酸化物陰極に固有の格子ひずみによる誘発された構造
地震（原題：Native lattice strain induced structural earthquake in sodium
layered oxide cathodes）, Xu, GL., Liu, X., Zhou, X. et al. . Nat Commun 13,
436 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-28052-x
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図1：NaNi0.4Mn0.4Co0.2O2のオゾン固相合成
a.加熱、b保持、およびc焼入れプロセス中のその場SXRDパターンの2D
コンタープロット。a～cの色は強度を表し、赤が最高、青が最低です。
d格子定数a、e格子定数cおよびf加熱/保持/急冷プロセス中の微小ひ
ずみの進展。 g SXRDリートベルト解析、hSEM画像およびi歪んだNaNi
0.4Mn0.4Co0.2O2オゾン固相の断面SEM画像
□屋久島で120ミリ/時以上の猛烈な雨 記録的短時間大雨情報
▶ 2022.3.26 6:57 ウェザーマップ
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書籍：大豆と人間の歴史
著者：クリスティン・デュボワ
【内容概説】
人類が初めて手にした戦略作物・大豆。その始まりは、日本が支配し
た満州大豆帝国だった。サラダ油から工業用インク、肥料・飼料、食
品・産業素材として広く使われ、南北アメリカからアフリカまで、世
界中で膨大な量が栽培・取引される大豆。大豆が人間社会に投げかけ
る光と影、グローバル・ビジネスと社会・環境被害の実態をあますと
ころなく描く。
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第８章 毒か万能薬か
遺伝子組み換え作物のリスク二つのケース
このように、医療上の利点が多いため、遺伝子が組み換えられる
そもそも科学者が潜在的な問題を生みだしておいて、我々の食品
を巻きこんで混乱させているのは危険なことだ。
この項つづく
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【ウイルス解体新書 111】
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風蕭々と碧い時代
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イマジン John Lennon
● 今夜の寸評：
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