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2021.02.23
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カテゴリ: カテゴリ未分類
今日のウオーキングは第1905日目で8383歩だった。
日用品の買い出しで、コーナンに行き、ブロッコリーの苗を買って帰った。庭掃除と苗植とを行った。

昨日時点での大阪のコロナ感染者数は4万6679人だった。21日の感染者数が4万6581人となっていたので、増加数は98人なのに新聞では62人となっていた。36人少なめの報告になっている。大阪では珍しいことだが、ぬか喜び的にさせる感じだ。

***

私は電池に興味を持ってきた。単純なきっかけだが、最近は毎日のように感じている。
スマートフォンの充電が、殆ど毎日充電しなければ使えないことから、長寿命の電池が出来無いものかと思っている。

従来からある乾電池が出現したことで、世の中は大きく変わったであろう事は分かるが、それが、充電型になって、更に便利になった。然し、もうすこし1回の充電で使用できる時間が延びれば良いのにとは、私ならずとも感じているところだろう。

現在も、長寿命化の電池の研究はされているようだが、実用化出来て、電子機器などに搭載されたと云う事はなかなか聞かない。

恐らく、私が生きている間に画期的な長寿命電池が出てくることは無いかも知れない。


構造や原理などについては、分かるわけではないが、寿命が100年と云う事が、特に目を引いた。書かれている内容を掻い摘まんでみた。

ダイヤモンドを素材にした新型電池とのことで、原理は太陽電池と似ている。
しかし、太陽光の代わりに放射性物質から出る電子を受けて電力を生み出すというのだ。ここで引っ掛かるのは、放射性物質を使うと云う事で、何やら危険な匂いを感じた。

案の定実用化には放射線の遮蔽が必要とのことで、宇宙探査機や地下資源の採掘装置など人の手の届かない場所の電源として応用が期待されているとのことだ。
そうなると、私が期待しているスマートフォンへの使用は、全く埒外と云う事になる。

ダイヤモンドがこうした電池にも使えるのかと改めて思うものの、こうした研究がなされていることは素晴らしい。紹介されている電池は「ベータボルタ電池」といわれ、放射性物質を利用する「原子力電池」の一種だ。

関連の記事を探していると、こうした研究はロシアでも行われているようだ。電池の寿命は50年とこちらは半分の表示だが、それでも50年も持てば、実際的には十分だ。(あくまでスマートフォンが頭にある)

やはり、放射線を使うので漏洩問題がネックとなり、発展はしなかったというが、ロシアでは研究が進み、実用化されているようだ。エネルギー源である放射性同位体ニッケル-63(Ni-63)を使用して、ガス遠心分離機で濃度を69%以上に濃縮することに成功したのだ。現在、機器製造や無線電子機器に実際に使われているという。

この利用対象例としては、ペースメーカーが挙げられている。小さなエネルギー源を長期間メンテナンスフリーにする必要があるペースメーカーには最適というわけだ。私の先輩もペースメーカーを使用しているが、過去2回電池交換をしたようだ。共に成功したので良かったが、ベータボルタ電池なら、取替は不要となり、危険度も減る。

問題は放射性物質の遮蔽だが、Ni-63の場合は、シンプルなプラスチック包装でシャットアウトできるという事らしい。過去に米国で使用した例があるが、その折りは遮蔽に問題があったとのことだが、ガス遠心分離機による濃縮で、そうした心配が無くなったとのことだ。

それでも体内に原子力を埋め込むのはちょっと怖い気がするので、やはり採用するには逡巡してしまうだろう。



イギリスでもダイヤモンド電池の商用化に向けた研究が進められている。まだ試作段階だが、既存の原子力電池と比べて効率がよく、電力密度も高いとのことだ。人工ダイヤモンドから放出される高速の電子を電力に変換するので、電池の寿命は数千年で、充電も交換も必要ない。

電池の設計が決まり次第、量産に向けた生産設備を建設する予定だといい、2024年には市場に投入することが考えられている。

ここで、ぐっと興味が湧いたが、次の説明で、やや現実に引き戻された。それは、ノートPCのような身の回りにある電化製品に搭載されることはないだろうというのだ。スマートフォンのリチウムイオン電池やリモコンに入っているアルカリ乾電池はガルバニ電池と呼ばれ、短時間に大量の電力を供給する用途に向いている。

リチウムイオン電池は1回の充電で数時間しか放電できないし、数年経てば劣化が進んで充電容量は減少する。これに対して原子力電池の一種であるベータボルタ電池は、微量の電力を長時間にわたって発電できる。

しかし、スマートフォンを動かすために十分な電力を供給するのは無理とのことだ。ここまで読み進んで、スマートフォンへの適用は電力が小さすぎて、使用に耐えないと云う事らしい。



こうした事からダイヤモンド電池が使えるのは通常の電池を利用できないような状況で、例えば遠隔地や危険な場所であるため定期的なバッテリー交換が難しい場合などが考えられる。具体的には、人工衛星や放射性廃棄物の貯蔵施設などだ。

また、一方で、心臓のペースメーカーやウェアラブルデヴァイスなど、もう少し身近な用途も想定されている。放射性物質の心配については、赤い色はトリチウムという放射性同位体が使われている非常口のサインと同じ程度の微弱な放射線しか出ていないので、実際上の心配は無いとのことだ。

こうした事が可能になれば、電池より先にデバイスを交換するようになるかもしれないという逆転現象が起こるのだという。それほど電池の寿命が延びると云う事なのだ。

放射線の問題は心理的な抵抗を生じるが、考えられている用途は宇宙探査機、飛行機、電気自動車(EV)、電車、スマートフォン(スマホ)、ウエアラブル機器、ペースメーカー、IoTセンサーなど、電力を消費するすべてが想定にはいっているとのことだ。

スマートフォンで9年、EVで90年の使用が可能としている。最終的には寿命2万8000年を目指していて、機器本体より長寿命な電池が出現することで、蓄電池を交換するよりも、先に機器本体を交換することもあり得ると言う話になるのだ。





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Last updated  2021.02.24 11:00:17
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