道は小成に隠れ、言は栄華に隠る / 「斉物論」(さいぶつろん)
※ 生かじりの知識を振り回すから道の真理が隠れてわからなくなり、
むやみに言葉を飾りたてるからその論旨が紛らわしくなる。
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【RE100倶楽部:オールソーラー篇】
● 世界初 ワイヤレスインホイールモータ給電システムに成功
今月7日、車載用電機機器メーカーの東洋電機製造などの研究グループはで、道路に敷設したコイル
から電気自動車のインホイールモーターに直接、走行中給電できる「ワイヤレスインホイールモータ
2号機」――走行中の車両に対してワイヤレス給電を行う――ことに世界出始めて成功する。2015年
5月時点で、車体からインホイールモーターへワイヤレス給電する技術をさらに改良展開させるもの
で(下図ダブクリ参照)、道路のコイルから走行中の車のインホイールモーターへ磁界共振結合方式
でワイヤレス給電を行うもの。 以前から検討されている走行中給電技術の多くは、道路のコイルから車載バ
ッテリーへワイヤレス給電するが、同技術では道路のコイルからインホイールモーターに直接給電できるため
効率が良くなる。今回は、これを実現するため、インホイールモーターに❶リチウムイオンキャパシタを内蔵す
るとともに、高度な❷エネルギーマネジメント技術を開発する。
✪自動車のホイール内部に駆動モーターを配置するインホイールモータータイプのEVは、その優れた
運動性能により、安全性、環境性、快適性などの多方面でメリットがある。✪しかし、従来のインホ
イールモーターは、モーターを駆動する電力を送るため車体とインホイールモーターをワイヤーでつ
✪なぐ必要があるがワイヤー断線のリスクがある。✪そこで、2015年5月に同研究グループは、ワイ
ヤーが断線する恐れがあるならば、そのワイヤーをなくすコンセプトで、ワイヤレスインホイールモ
ーター(1号機)を開発に初めて実車走行に成功している。
また、これまでEVの普及障壁の1つに、従来のガソリン車などに比べ充電一回での航続距離が短い。
そこで航続距離を伸ばすため重いバッテリーを自動車に搭載すると、自動車を動かすのに必要なエネ
ルギーが負担となる。この革新的なコンセプトは、バッテリーの容量は必要最小限にして、走行中に
足りない分のエネルギーを道路に設けたコイルからワイヤレスで送電して補うという「走行中給電」
の研究が行われているなか、❶インホイールモーターは発生したトルクを直接駆動力としてタイヤに
伝達しロスを極限まで減らせ、❷先行研究で、駆動装置の重量を30~40%軽量化できる。
研究グループの東洋電機製造株式会社は、同研究グループで、SiC を用いた4つのワイヤレス用変換
器の開発を担当。また、ワイヤレスインホイールモーターのモーター部分、送電基板、受電基板、地
上側からの送電インバータなどといった電機品を開発採用されている。
● 革新的な高度道路舗装時代へ
この技術開発成果のインパクトは、不可避的な高度道路舗装時代――❶走行中の電気自動車給電シス
テム、❷パリ協定で紹介された、ソーラーセル舗装による太陽光エネルギーの発電/蓄電、❸道路情
報等のIoT(もの情報システム)の整備拡大、❹融雪・除雪システムの機能付加と ❺そして、もし
かすると、このワイヤレスシステムをシームレス/ボーダレスに敷設することにより、従来の鉄道が
という概念を大きき変えてしまい、軌道(レール)が消滅し、従来の列車は、トロリーバスのように
自在に車両編成できるワイヤレス列車化できき、産業用運搬車(トラック)と貨物列車の相互乗り入
れが可能となる。そこで、手前味噌であるがそれを実現する「日本列島ワイヤレス給電舗装計画」を
策定し、未来国債(百年国債)を発行し、舗装敷設を先行的に投資しをスタートさせることが肝要に
なる。これは大規模気候変動対策の農業改革と同様で「温室化/脱土壌化/節淡水化/再エネ化」の
促進に、その基盤整備のための「減価償却フリー国債」の発行といったもの早期導入に該当するもの
である。
Future government bonds
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【量子ドット工学講座34】
● 超音波噴霧緻密膜のペロブスカイト太陽電池製造技術
コロイド量子ドット(QDs)は、光電変換や光検出器などの光電子応用分野において、そのサイズと
形状の可変性の光学的および電気的性質のために大きな期待されている。さらに、ソリューション処
理に基づいたデバイスのスケーラビリティが高く、統合可能であるため、商用製造に非常に適すす。
カルコゲナイド(PbX、X = S、Se、およびTe)可視波長から近赤外(NIR)波長範囲にわたる調整可能
なバンドギャップを有するQDは、QDベースの次世代光起電力に最適である。
典型的には、コロイド状経路を介して合成される QDは、絶縁層の長鎖有機配位子で内封されている
が、これは絶縁層7に起因する弱い粒子間結合状態にある。このような QDには、最初の嵩高い配位
子を、より短い配位子で置換し実装置で使用するために、スピンコーティング、ディップコーティン
グ、スプレーコーティングで所望厚さのクラックフリー導電膜形成で多層化逐次処理(LBL)した集
合体は、ソーラーセル/電界効果トランジスタ(FET)に供される。
それにもかかわらず、導電性フィルム形成に、このようなLBL製造技術は、いくつかのる問題がある。❶例え
ば、リガンド交換プロセス後のリガンド体積減少で形成された亀裂/空隙のない最密充填の緻密な膜を生成
しにくい。❷さらに、スピンコーティング/ディップコーティング技術を汎用されているが、これらは小規模バッ
チ処理のみを可能とし、ロールツーロール製造技術に適合しない。
最近、量産化の利点をもつスプレーコーティングが試されているが、それらは、堆積後にリガンド交
換を必要とするQD前駆体として有機溶媒に分散した天然配位子不動態化QD を使用する。さらにLBL
集合体は、所望厚さを示すフィルム形成に最も適した技術であるが、QD 溶液の大量消費を伴い、時
間のかかるプロセスである。
最近、天然のリガンドが溶液相自体のより短いリガンドで置換される戦略が開発された。この戦略は、
基板上へのQD 溶液の直接堆積を可能にし、固体状態のリガンド交換を必要とせずに導電性膜を生成
する。しかし、これらの分散体がQDインクと呼ばれる短いリガンドを有するこれらのQDは、コロイ
ド安定性を示さず、従って、膜厚などの特定のパラメータを制御することによって高品質のQD膜を
製造することが困難である。さらに、QDインクは、典型的には、プロピレンカーボネート(PC)ま
たはジメチルホルムアミドのような高沸点溶媒中に分散される。
このような高沸点溶媒の使用は、堆積中に溶媒を除去することが煩雑であるため、QD 膜を製造する
ことを困難にする。したがって、一段階堆積プロセスは避けられないが、そのようなプロセスは、膜
厚の精巧な制御を可能にしない。また、最近、光吸収層としてヨウ化物終端 PbS QD インクを用いた
QD 太陽電池を製造されているが、スピンコーティング法を用いて膜を堆積させ、効率は堆積層の厚
さにより制限され、その限界膜厚が 約150nm である。
本研究では、PbS QDインクを用いた導電性PbS量子ドット薄膜の超音波噴霧塗布法を提案する。提案
された方法は、迅速な(超音速)噴霧を含む方法である。動的光散乱(DLS)測定および吸光度ス
ペクトル分析により、周囲条件下でコロイド的に安定であるMAPbI3の化されたPbS QDインクを使用。
この堆積方法を使用すると、形成されたスプレーパス数を変えることで、膜厚を簡単に調整でき、前
駆体が高精度に基板上に堆積されるので、前駆体の無駄が最小限に抑えられる。最後に、このコー
ティング手法を用いてPbS QDインクから製造された光電池は、3.7%の電力変換効率(PCE)を示
す。この方法で、高耐久性でいて変換効率20%超での安価(コストレス)ペロブスカイト太陽電池
が完成すれば、鉛フリーという課題は残るが、一気に新事業が拡大するだろう。
【要約】
❶貧弱なコロイド安定性、❷高沸点溶媒の使用の問題などのために、プレリガンド交換 PbS QDイン
クを使用する既存の膜形成技術を使用し、量子ドット(QD)膜の厚さを制御することは困難である。
QD分散と単一堆積の制限――ヨウ化メチルアンモニウム(MAPbI3)を用いた溶液相リガンド交換に
より調製された電気二重層PbS QDインクを使用するQD膜堆積のため新しいプロトコールを提案する。
この膜は、超音波噴霧技術により堆積し、溶媒の急速蒸発を促進し、溶媒除去のための堆積後のアニ
ール処理をなくし、PbS QDインクの堆積させる。フィルムの厚さは、基材にわたって行われるスプレ
ー掃引回数の変更で容易に制御できる。この噴霧堆積プロセスは、1つのデバイス(300nmの厚さの
吸収層、2.5×2.5cm 2)に対して5mg未満のPbS QDインキの量の最小を実現し、高品質のn型QDフィル
ムを迅速に(1分以内に) )。さらに、メルカプトプロピオン酸での処理による追加のp層の形成は、
QDフィルムからの容易なホール抽出を可能にし、1.5 AM 照明下で3.7%の電力変換効率をもた
らす。
Apr. 4, 2017
図1.オレエートとCH3NH3PbI3(MAPbI3)とのリガンド交換によって誘導された非極性溶媒(オク
タン)から極性溶媒(NMF)へのPbS QDの相転移の例。 アセトンおよびPCをそれぞれ精製および再
分散に使用。
図2.(A)PCに分散したPbS QDs-MAPbI3の吸収(赤線)およびフォトルミネッセンス(青線)スペ
クトル。(B)経時的にDLSによって測定された吸収スペクトル(図3)および流体力学的サイズ(円)
から決定される第1の励起子ピーク(四角)に対応する光学密度の変化。
図3.(A)PbS QDインクの噴霧堆積の模式図。 (B)(D)のスプレーコーティングによって堆積され
たPbS QDフィルムのAFM画像(スケールバーは1μmを表す)、(C)写真画像および(D-G)断面SEM画
像(スケールバーは500nmを示す) 掃引、(E)10回の掃引、(F)12回の掃引、(G)14回の掃引。 平均膜
粗さは3.4nmである。
♘Supersonically Spray-Coated Colloidal Quantum Dot Ink Solar Cells, Scientific Reports 7, Article number:
622 (2017) doi:10.1038/s41598-017-00669-9, Published online:04 April 2017♞
11.月光がそこにあるすべてをきれいに照らしていた
鈴らしきものの音は、どうやらその祠の近辺から聞こえてくるらしかった。雑木林の中に足を
踏み入れると、頭上に厚く繁った本の枝のせいで月の光が遮られ、あたりは急に暗くなった。懐
中電灯で足もとを照らしながら、慎重に歩を運んだ。風が時折思いついたように吹き抜け、足下
に薄く積もった落ち葉をざわつかせた。夜の林の中は、昼間そこを散策するときとはまったく様
子を異にしていた。その場所は今ではひたすら夜の原理に従って勣いていたし、その原理の中に
は私は含まれていなかった。でもだからといってとくに怖さは感じなかった。好奇心が私を前に
向かわせていた。私はなにがあってもその不思議な音の正体を見届けたかった。右手には重い筒
型の懐中電灯を強く握りしめていたし、その重みが私を落ち着かせてくれた。
この夜の林のどこかにあのみみずくがいるかもしれない。枝の上で聞に紛れ、獲物を待ち受け
ているかもしれない。この近くにいてくれるといいのだけれど、と私は思った。あのみみずくは
ある意味では私の知り合いなのだ。しかしみみずくの声らしきものは聞こえなかった。夜の鳥た
ちでさえ、虫たちと同じように今は声をひそめているようだった。
歩を進めるにつれて、鈴らしきものの音は次第に大きく鮮明になっていった。それはやはり断
続的に、不規則に鳴らされ続けていた。そしてその音はどうやら祠の裏あたりから聞こえてくる
ようだった。音は前よりもずっと近くなっていたが、それでもまだ鈍くくぐもって聞こえた。ま
るで狭い洞窟の奥深くから漂い聞こえてくるみたいに。また前に比べると沈黙の時間がより長く
なり、鈴の鳴らされる回数がより少なくなったように感じられた。あたかもそれを鳴らしている
人物がくたびれ、弱ってきたかのように。
祠のまわりは開けていたから、月光がそこにあるすべてをきれいに照らしていた。私は足音を
殺して祠の裏に回った。祠の裏側には背の高いススキの茂みがあり、音に引かれるようにその茂
みをかき分けていくと、奥に方形の石が無造作に積み上げられた小さな塚があることがわかった。
塚と呼ぶにはあるいは低すぎるかもしれない。いずれにせよそんなものがあったことに、それま
で私はまったく気がつかなかった。祠の裏側に回ったことはなかったし、たとえ回ってみたとし
ても、それはススキの茂みの奥に隠されていた。特定の目的を特ってそこに分け入らないかぎり
まず目にはつかない。
私はその塚の石をひとつひとつ、懐中電灯で間近に照らしてみた。石はかなり古いものだった
が、それが人の手によって方形に切られたものであることに疑いの余地はなかった。自然のまま
の石ではない。形も大きさも揃っている。そのような石がわざわざこの山の上まで運ばれてきて、
祠の裏に積まれたのだ。石の大きさはまちまちで、多くは緑色に苔むしていた。見たところ宇も
模様も彫られていない。数は全部で十二個か十三個か、そんなものだった。あるいは昔は塚とし
てもっと高く整然と積まれていたものが、地震か何かで崩れて低くなってしまったのかもしれな
い。そして鈴らしきものの音はどうやら、その石と石の隙開から洩れ聞こえてくるようだった。
私は石の上にそっと足をかけて、音の出どころを目で探してみた。しかしいくら月の明かりが
鮮やかとはいえ、夜の開の中でそれを見つけるのは至難の業だった。それにもしその箇所を特定
できたとして、いったいどうすればいいのだ? こんな大きな石を手で持ち上げられるわけはな
とにかく誰かがその石の塚の下で、鈴のようなものを振って鳴らしているらしい。そのことに
どうやら間違いはない。でもいったい誰が? そのときになってようやく私は、得体の知れない
恐怖のようなものを身のうちに感じ始めた。これ以上その音源には近づかない方がいいかもしれ
ない。本能的にそう感じた。
私はその場所を離れ、鈴の音を背後に聞きながら、急ぎ足で雑木林の中の道を戻った。樹木の
抜を抜ける月の光が、私の身体に意味ありげな斑の模様を描いた。林を出て七段の石の階段を降
り、家に戻り着き、中に入って玄関の鍵をかけた。そして台所に行ってウィスキーをグラスに注
ぎ、氷も水も足さずにそれを一口飲んだ。そしてようやく▽思ついた。それからウィスキーのグ
ラスを手にテラスに出た。
鈴の音はテラスからはほんの微かにしか聞こえない。よく耳を澄ませないと聴き取れないくら
いだ。しかしとにかくその音はなおも継続していた。鈴の音と鈴の音のあいだに置かれた沈黙の
時間は、間違いなく最初よりずっと長くなっていた。私はその不規則な繰り返しにしばらくのあ
いだ耳を澄ませていた。
あの石の塚の下にいったい何かあるのだろう。そこには空間みたいなものがあり、誰かがそこ
に閉じ込められていて、鈴のような何かを鳴らし続けているのだろうか? あるいはそれは助け
を求める信号かもしれない。しかしどれだけ考えを巡らせたところで、まともな説明はひとつと
して思いつけなかった。
かなり長いあいだ、私はそこで深く考え込んでいたのかもしれない。あるいはそれはほんの僅
かな時間だったかもしれない。それはじぷんでもわからない。あまりの不思議さに、時間の感覚
はほとんど消えてしまっていた。ウィスキーのグラスを片手にデッキチェアに身を沈め、私は意
識の迷路を行きつ戻りつしていた。そして気がついたとき、鈴の音はもう止んでいた。探い沈黙
があたりを覆っていた。
私は立ち上がり、寝室に戻ってディジタル時計に目をやった。時刻は午前二時三十一分だった。
いつからその鈴が鳴っていたのか、始まりの正確な時刻はわからない。しかし目を覚ましたのは
一時四十五分だったから、私が知る限りでは少なくとも四十五分以上にわたって、それは鳴り続
けていたことになる。そしてその謎の音が止んでしばらくすると、まるでそこに生じた新たな沈
黙に探りを入れるみたいに、そろそろと虫たちが声を上げ始めた。山じゆうの虫たちがその鈴の
音が止かのを辛抱強く待っていたみたいだった。おそらく息をひそめ、用心深く様子を窺いなが
らつかせていた。くちばしの銃い鳥たちが果実を深して、声をあげながら枝から枝へと忙しげに
飛び移っていた。その頭上を真っ黒な鴉たちが、どこかを目指してまっすぐ飛びすぎていった。
祠は昨夜目にしたときより、ずっと古びてみすぼらしく見えた。満月に近い月の白く艶やかな
光に照らされた祠は、それなりに意味深く、いくらか禍々しくさえ見えたのだが、今ではただの
色槌せた貧相な木箱にしか見えなかった。
祠の裏側にまわってみた。そして背の高いススキの茂みをかきわけ、石の塚の前に出た。石の
塚も昨夜見たときとはいくらか印象を変えていた。今秋の目の前にあるのは、山中に長く放置さ
れたただの四角い苔むした石だった。真夜中の月光の下では、それはまるで由緒ある古代遺跡の
一部のように、神話的なぬめりを帯びて見えたのだが。秋はその上に立ち、注意深く耳を澄ませ
てみた。しかし何も聞こえなかった。虫たちの声や、時折聞こえる鳥のさえずりを別にすれば、
あたりはただひっそりと静まりかえっていた。
遠くの方から、猟銃を撃つようなぽんという乾いた音が聞こえてきた。山の中で誰かが野鳥を
撃っているのかもしれない。あるいはそれは雀や猿やイノシシを脅して遠ざけるために農家が設
置した、空砲を鳴らす自動装置かもしれない。いずれにせよその音はいかにも秋らしく響いた。
空は高く、空気には適度な湿り気があり、遠くの音がよく聞こえた。秋は石の塚の上に腰をおる
し、その下にあるかもしれない空間のことを思った。その空間に閉じ込められた誰かが、手にし
た鈴(みたいなもの)を鳴らして救助を求めていたのだろうか? 私かかつて搬送トラックの荷
室に閉じ込められたとき、思い切りパネルを叩いて助けを求めたのと同じように。誰かが狭い真
っ暗な空間に閉じ込められているというイメージは、秋を落ち着かない気持ちにさせた。
この項つづく
「ビワイチ」応援 ヒノキ製ラック
Apr. 4, 2017 YOMIUR ONLINE
● 今夜の一枚 「ビワイチ」応援 ヒノキ製ラック