記事抜粋210
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こんなこと別にやりたくないが虫は追っ払わなイカンからな。
ところで、Linkedinからの質問って、なんで頭が悪そうなんだろう?
前にMBAのお誘いがしつこかった時に「You can mind your own poor academic/business background.」とやったらピタッと止まりましたが(笑)。
「博士が、今更修士取って何が嬉しいの?(笑)」って日本語で添えとくとさらに効果が有ったみたいね(笑) -- グーグル翻訳とかで何となく意味はわかるんだろうね。
米国のIT産業の低級職ってなかなか悲惨な状況で生きてるみたいね(笑)。
お、こう書いたら、一人逃げた(笑)。
日本のショボい・安い労働市場に生息するエージェントよりは、海外からのオファーが来る分LinkedInのほうが役に立つかもしれませんけどね。
俺はそっちはオープンにしておらずhibernate modeにしてますけど(転職活動はしてませんってこと)、それでもオファーは来ますね。
LinkedInの低級職は何もしなくていいと思うけどね(笑)。ただ、プラットフォームを提供しておけば。
LinkedInはテクニカルに必要な仕事だけ残して低級職は全部クビ切ったら?AIで代替できるでしょ。
< 小咄1 >
硫化物固体電解質も世界中で検討されるようになってきましたが・・・
たぶん、「硫化物っていいらしいよ・・・」くらいな動機でやられてますな。
「桐島、部活やめるってよ」くらいな感じの情報・・・。
日本のこの分野の研究者、例えば20世紀の松下電池の近藤さんとか、ガラセラを開発した辰巳砂さんとか、LGPS型結晶を開発した菅野さんとかには、たぶん理論的な動機が有ったんですよ -- だから、性能がイマイチ出てなかった時代にも諦めが悪かったんでしょうね。
ということで、理論的な動機の理解は重要ですよって話。
LinkedInは米国発のSNSですが、米国に理解できなくてもいいんですよ。
さて、Vehicle Electrification & Renewable Energy XIII | LinkedInでの冒頭の小咄でこういう話をしましたな:
イオン伝導の話してますが、動くものは電子でも、格子振動(ま、伝わるのは「波」ですな。)でも何でもいいんですよ。
俺は元々、「電子×格子振動」やってましたが:Vacuum Polarization, and Polariton (2018/02).
まず一つ目、超イオン伝導にはhigh-concentration limitが良かろうってことです。
[1] まずは単純な算数から!
Traveling distance、L(t)、って歩幅です。足の長い人は一歩で大きく進むことができますね。
時間ゼロ極限(tは実は歩数になってますけど、単位時間当たり1歩と考えればいいんですよ。)ではL(t→0)はtに比例してますよね。
なのに、歩数が増えていくとL(t)はtの1/2乗に比例することになっちゃいますよね。すんげえいっぱい歩いたはずなのにあんま進んでねえって話です。
[2] なんでhigh-concentration limitがええのん?
ぶっちゃけて言えば、いっぱい歩いても一歩目とあんまり環境が変わってねえからです。
t→∞でもt→0の時とあんまり変わんねえってことです。
良い例は水溶液中のプロトン、H+、の伝導です。めんどくさいので、お前、自分で勉強しろ:グロッタス機構(Grotthuss mechanism)またはプロトン・ジャンプ機構(proton jumping)とは、プロトンの過剰もしくは不足が水素結合ネットワークを介して隣接分子間で共有結合の同時的生成・解離を繰り返すことにより水もしくは他の水素結合性液体中を拡散する機構をいう。 ・・・下の表1に示すように、プロトンの電場印加時の拡散速度は特異的に高いことが知られるが、この理由としてプロトンのイオン半径が小さいことに加えて、他の一般的カチオンが単に電場により加速を受けるだけなのに対してプロトンはグロッタス機構により拡散することが挙げられる。ランダムな熱運動はプロトンの移動も他のカチオンの運動と同様に阻害する。最後のランダムなってとこが、実はL(t)∝t^1/2に関係してんだが、まあいいや。化学屋さんってあんまり数学的にモノを考えないんですよ(笑)。量子トンネル効果はカチオン質量が小さいほど起こりやすくなるが、プロトンは安定なカチオンのなかで最も軽いカチオンであるため、量子トンネル効果の影響を若干受けるが、それは低温時にのみ支配的となる。 あ、なんか違う話出ちゃった。まー、これもね、プロトンはともかく、他の例では意外に高温でも・・・って話になるんだけどね:光誘起XY型超電導相転移(できれば室温で)
まあ、完全にt→0とt→∞が同じになるわけではないけどね。古典的な粒子(イオン)が動いてんだから。
[3] おまけのlow-concentration limit・・・
こいつは1999年に小槻さん(あ、まあまあ有名な電池学者さんね。)が「やりたい!」って言ってたやつなんだが、「イオン密度低いほうが、電界かけたらピューっと進んでいけるやん!」って話。
そりゃまあ、電界かかればピューっといけますよ。
リチウムイオン電池って、放電した状態でも正極のほうが電位は3 Vくらい高くなってんの(もちろん負極と正極と同じ電位にまでできますけど、短絡してもそうなりますけど、そうならないように制御してます。)。これを充電して電位差を4 Vとかそれ以上に上げてんの。充電するときは正極のほうが電位が高いから、正の電荷を持つLi+は「わぁーい!」ってウォータースライダーを滑り降りていけるんですけど、帰りは「鯉の滝登り」せなならんのよ。リチウムイオンって鯉ちゃうからね。登っていきませんよ。
充電できても放電できんね。
あ、この説明が必要か:荷電粒子の移動にはドリフトと拡散が有りましてな。ドリフトできなくても拡散はできるんですよ。これは上述の電位でも放電できる理由です。どうせ拡散律速になるんだったらhigh-concentrationのほうがええやろって理屈なんですけど。
で、あのオッサン、いつもCyclic Voltummetry(CV)の結果見せるの。CVって、まともに充放電させたら「こりゃ、だめじゃん・・・。」ってなるものでも、無理やり電位掃引して充放電回せるのよ、まあ、充電ピークと放電ピークが極めて非対称だからバレバレなんだけど(笑)。
でも、たぶん、会社(三つ目の、な。)でわかったの俺一人だけだっていう・・・。
その後なんよ、研究所の所長にこっそり呼ばれて「どや?」って聞かれ、「積層セラミックコンデンサみたいなもんだったらできるでしょうけど(あ、酸化物だったからね。)。」ってこたえ、「そんなもんならやりとうない。そもそも日本で電池なんかやっても儲からんで。はよ、次のテーマ、考えとき!」って言われ、「ですよねー」ってこたえたの。
ま、実を言うとその考えを、「(電子の、な。)強相関じゃなくて弱相関でうまいことやれば、実はめっちゃ効果大きいんちゃうの?」と思って、光誘起XY型超電導相転移(できれば室温で)に使おうと思ったんやけどね。
なんでも役に立つんですよ(笑)。
< 小咄2 >
超イオン伝導を目指すにはhigh-concentrationがいいんですが、
溶液だと、塩をたくさん溶かすと高粘度になってしまいますね。そうなると却ってイオン伝導度が低くなってしまうので「ちょうどいいところ」でやってます。
高分子だと、塩をたくさん入れると高分子の「部分的分子運動」が阻害されてしまいますよね。そうなると却ってイオン伝導度が低くなってしまうので「ちょうどいいところ」でやっています。
無機結晶だと、塩を入れる必要は無く、リチウムイオンの入れるサイトにリチウムイオンが入っているだけで良いです。結晶格子の運動もたいして阻害されません。したがって、『ためらいなく』、超高リチウムイオン密度にできます。
ということで、Electrochemical Impedance Analysis for Li-ion Batteries (2018/02)でも説明しましたが、ノーベル賞受賞者の吉野さんがこういうことを言ってます(当時、英語でPostっを書いていたので、吉野さんの日本語を英訳してます):According to A. Yoshino, (i) Li+ conductivity = Li+ density × mobility ratio × transportation number, (ii) that of liquid= 1 mol/L × 1 × 0.35 = 0.35, (iii) that of sulfide = 30 mol/L × 2.5/30 × 1 = 2.5.
2.5/30ってのは、本来2.5倍動きやすくなってますが、リチウムイオンが動こうとしてる先に他のリチウムイオンがあると動けませんって、そんな意味です。
そういうこともあるので、菅野さんなんかは、リチウムイオンがフルに充填された状況から少しリチウムイオンを抜いて隙間をつくることでリチウムイオンを動きやすくしています。よくある手法です。
ちなみに、酸化物結晶よりも硫化物結晶のほうがイオン伝導度が高いのは
硫化物イオン、S^2-、のほうが、酸化物イオン、O^2-、よりも分極率が大きいので、分極率の小さいリチウムイオン、Li+、を強く束縛しないこと、
硫化物結晶は柔らかいので、硬い酸化物結晶と違って、密接な結晶海面をつくりやすくなり、粒界抵抗が低いこと、のほかに
吉野さんは「リチウムイオン密度が硫化物結晶のほうが酸化物結晶より高いから」と説明してますね。
ま、このへんで、電解質は硫化物ほぼ一択だとわかると思います。
[1] ちょっと古いが:導電率が高い硫化物系電解質と大容量電極材料 2019年更新
辰巳砂さんのね。
リチウム硫黄電池の話なんだが、それはどうでもいいので(笑)、下の図を見てね。
イオン伝導度は今はずっと上がってますよ。そこではなく、役割分担を見てね。海外の論文は「わかってねえなあ」ってのが多いから。役割分担の基本は20世紀に松下電池がだいたいまとめてたんだわ。
今までにも何回も指摘しているけど、敢えてもう一回だけ。
正極活物質は結局保護膜コーティングしてしまうので、アルジロダイトじゃなくLGPS型でもいいんだけどね。
アルジロダイトはちょっとイオン伝導度が低くてな。
硫化物全固体電池も、圧粉成型してつくれる小型品はマクセルが既に量産しているし(日立造船もたぶんこれかな)、車載用のような大型品をつくれる塗工プロセスももう実現は見えている -- こんなとこに詳細を書くわけにはいかないが。
皆さん、楽しみに待ってたらいいのよ(笑)。
とは言っても当分HEVが主流だけどね(笑)。
2035年から日本でもPure ICVをつくれなくなる。15年ほどで全部HEVに置き換わるでしょう。その2050年には硫化物全固体電池を使った安いBEVが当たり前になっているでしょう。そこから徐々にBEVを増やしていけばいいわけ。
それまでは、まとめて注文してディスカウントしてもらえる商用車などで原油に依存しない経済の準備を段階的に進めておけばいいだけ。
ま、これまでも日本が一番順調にガソリン消費量減らせてますから(笑)。
こんなこと言って騒いではいますよ:ユニセフ、温暖化に関する新分析結果発表 日本の9割超の子どもが1.5倍の回数の熱波を経験 1960年代と2020年代を比較、世界的に熱波増加
化石燃料を燃やして排出する二酸化炭素が温暖化にどれだけ影響するんですか?
水蒸気のほうがよほど温暖化に寄与してるんですよ。だいたい2-3倍。
人類がコントロールできるのは二酸化炭素排出量だからってことでこっちがやり玉に上がってるだけなんですよ。
ま、居住可能面積当たりで世界で一番多く再エネ導入してるのは日本ですから(笑)。
ちょっと人口過密にしすぎちゃったけどね・・・。
[2] 三井物産・住友商事・兼松…商社、脱炭素インフラ開発活発化
やっぱ、商社ってのは必要だねぇ・・・。
脱炭素はエネルギー自給を目的としたものと考えてよい。
俺は太陽光発電パネルでも風力発電用風車(こっちは日本製におもしろいものが有るけどね)でも電池でもBEVでも中国製を使って全然かまわないと思うわけ。システムを日本がつくって日本が管理すれば全然OKだと思うわけ。
不測の事態が有っても経済を止めないためには事業者向けの電力を自給していくことが必要なわけ。
まあ、家庭用太陽光発電と家庭用蓄電池を使ったバーチャルパワープラントでもいいんだが、一部、経済合理性を欠いたものが有ってな(笑)。 ①リチウムイオン電池なんてものは短周期変動対策+αが経済合理的限界(家庭用蓄電池は現在リチウムイオン電池一択となっているがこれは不幸な選択肢。本来はコストが半分程度で済む水溶液系の蓄電池が必要なのだ -- 長周期変動対策だから。)。 ②バイポーラ鉛蓄電池やレドックスフロー電池といったリチウムイオン電池の半分程度のコストで済む水溶液系の蓄電池が長周期変動対策にはふさわしい。今苦戦しているが、水系ナトリウムイオン電池に期待しているのもここだ。 ③日間変動対策くらいになると水素火力が欲しい。規模が小さい場合は水素吸蔵合金と燃料電池を使ってもいいが、あまりコストエフェクティブとも思えん。 ④季節間変動になると長期備蓄できるアンモニアが必要になる。当然、火力発電に使う。今、石炭火力が担っている機能を果たせる火力発電が必要なのです。
その点、三井物産はさすがだ。
BEV用の電池のリユースも必要やね。そんなに大きくする必要無いけどね。住友商事、日産自動車、頑張ってもらいましょう。
まあ、できる範囲でがんばったらええわ。
しかし、どうも「おぼろげな頭の政治家」とかが不満そうなんだな・・・。
なぜ「おぼろげな頭の政治家」は不満なんだろう?
「懸念されている中国の技術」も使ってないんですけど・・・。
俺は中国製品も使えるものは使っていいと考えてますよ・・・。
でも、使わなきゃいけないってものでもないだろうに・・・。
何がご不満なんだろう?日本の再エネをファミリービジネスにしている政治家の皆さん・・・?
洋上風力は2030年以後が本格的スタートって感じですからな。それが何か?
[3] ポジションまるで逆ですけど参考にします:新しい油田とガス田が1.5倍に増加し、気候をXNUMX℃経路からさらに押し上げる
「グリーン教」という新興宗教だけでなく、化石燃料価格を高く維持したい人たちが背後にいるんだと思いますけどね -- ま、化石燃料採掘で食ってる人たちにとっては、ある程度は、持ちつ持たれつってとこも有るので悪いとばかりは言い切れないですけど。
昨年(2023年)、世界中で石油とガスの生産者が、ヨーロッパのすべての確認済み石油埋蔵量と同等の埋蔵量を認可し、発見しました。
おめでとう!
てめえはBEV以外の自動車に乗るんじゃねえ!
飛行機でも船でもトラックでも、化石燃料使って輸送されたものを一切使うんじゃねえ!
化学繊維を使った衣服も着るんじゃねえ!
化石燃料を使って発電された電力も使うんじゃねえ!
パソコンにもスマートフォンにも化石燃料からつくられた合成樹脂が使われているから、お前は使うんじゃねえ!
以上。
[14] 【危険】停泊中の船の貨物が大爆発の瞬間…リチウム電池や危険物が温度上昇で爆発か 衝撃波が4キロ先に到達 中国 FNNプライムオンライン
あー、もう、せっかく中国製電池盛り上げてやろうとしとんのに・・・。
車載用の電池は自動車組み立てるところに陸送できるところでつくるから車載用の電池ではないやろ。スマホ用などの汎用品やろ。
ところで、車のダッシュボードの上にスマホとか置いたらアカンよ・・・。リチウムイオン電池入っとるよ・・・ゲルにしとるけどな。
まあ、電池に何か問題が有ったとして、車載用のような上級品でなく、低級電池メーカーがつくった低級電池だろうとは思うけど・・・。いろいろ雑に作ってんだろうなとは思うけど・・・。
車載用でもちょっと何したいかわからんと思う時は有るんよ、中国製:
俺が中国に期待してんのはLiFePO4で三元系じゃないからスルーしてもいいんやけど・・・。
2020年のDahnの論文で三元系単結晶一次粒子は中国製使ってたやろ。それはいいが、薄いsol-gel TiO2コーティングしとったやろ。これの狙いもはっきりせんのよ、SEMで微細構造は確認できんってことも有ったけど。
1997年の獨古の論文で正極活物質と電解液が接触しただけで電解液分解による被膜(Cathode-Electrolyte Interphase: CEI)ができるというのは既にわかってたんよ。Aurbackがauto-oxidation言うて報告したのは2000年だったかな。
で、負極のSEI(Solid-Electrolyte Interphase)ほどしっかりしたもんができんのやなっていうのは、俺も1998年にリチウムイオン電池メーカーに行って勉強してみてなんとなくわかったんやけど・・・。
負極SEIってのは最初から無機粒子と有機成分がうまいこと混ざったようなもんができて、すなわち、無機多孔質膜がリチウムイオン伝導性の有る有機成分をうまく保持してる形になってるわけよ。
正極CEIってのは最初から電解液の溶媒がauto-oxidationしてしまって、無機粒子も含まないから、しかもポリマーっていうほどのもんができてるわけでもないから、こいつが流出してしまうんだろうなと思ったわけよ。
で、1999年に別の会社の研究所に移ってから、①正極活物質粒子表面にCEIのscaffoldになる多孔質膜をつくるか、②薄いリチウムイオン伝導性膜をつけてしまうか(いわゆるartificial CEIだね)が必要だろうと思ったわけ。
で、あんたらのやってるsol-gel TiO2コーティングだが、これの狙いが①か②のどっちかわからんのよ。
あんたらよくpassivate言うけど、passivateしたらつまらんやろが、Li+イオン出入りさせなイカンのに -- まあ、正極活物質の活性な表面積を少し小さくしましたって意味だろうとは思うけど、つまらんのよ。
①にしては多孔度が低いような気がするし、最初にsol-gel反応進めすぎると有機成分と結合して固着させるサイトも少なくなるし、②なら少しリチウム欠損の有るLi2-xTiO3(日本じゃLi4Ti5O12膜をつけるほうが多いかな?三次元チャネルだから確実に外と内がつながるからね。)あたりをつくりたいのかな?残留リチウムと反応して少しそんなもんもできてるのかな?と思うけどそれにしてはLi量がコントロールされてないように見えるのよ。まあ、TiO2でもリチウムイオン伝導性有るけど。
LinkedIn monkeysが「You are eager to showcase your research skills. How can you appeal them to stakeholders?」 みたいな生意気な質問をしてきたので、ちょっと詳細な話をしてみました(笑)。
次の10年の楽しみは、中国の電池製造をもうちっと強化して米国の電池製造を追い込むことに決まりました(笑)。
ま、HEVつくっとけ(笑)。
[15] リチウムイオン電池の液漏れ防ぐ、電解液を添加剤でゲル化
ということで、ゲルにすりゃええってもんでもないけどな。
特許をキーワード検索するとこんな感じかな:JP5498965B2 ゲル電解質を有する電気化学電池の製造方法
ポリアクリル酸エステルの分子量の小さいものを添加しておいて、熱処理(60℃で5時間って書いてるね)して架橋、ゲル化ってとこか。
めんどくさいのう、ゲルなんてどうでもいいんだけど:次世代エネルギーテバイス(1)電解質材料の新展開電解質材料の新展開 2006年
電解液よりは一桁か二桁イオン伝導度が落ちるけどな。硬いゲルにすればなおさら。ベチャベチャにしとけば電解液に近いかもしれんけど。
ってことで、代表的三種の説明な。
ま、エレクセルACGはもうちっと扱いやすくしたってことはわかるな。
Tarascon型が一番多い印象有るけどな。Sonyもこれだったかな。
これもわりと有るかな。三洋電機の奴がこれやってたような覚えが有るわ。
最近はその場形成(金属Li)負極用の保護膜としてのゲル膜の開発が多かった気がするが(硬くして強度を上げるってことね)、硬くしたらリチウムイオン伝導度は下がるからね・・・:NIMS、リチウム金属電池のサイクル性能を向上 2023年04月21日
だから俺は、2014-2015年頃だが、Ni-Sn膜とか、Znを使ってやったんだが三次元sp2炭素集電層とかを検討していたわけ、カザフスタン人を適当にだましながら(笑)*1。
2024年現在、そっちの系統のほうが主流になりつつあるわ(笑)。
俺は10年前にその二つの組み合わせを考えてたって話。
馬鹿とは付き合いたくないね、ホンマ。
ご苦労さん、せいぜい頑張ったら?
*1 いや、ほんま、カザフスタン・ジモティのボスがアホでな(笑):
俺がこいつらに最初に話したのは、ほぼ飽和溶液の中性水系電解液の話だったのよ。ジモティはようわからんかったみたいだけど。その後まもなく東京大学の山田の水系濃厚電解液(極端なやつはwater-in-saltやね。その後、全部溶媒和に使われてますみたいなのが出てきた。)が出てきて大騒ぎしとるっていう・・・(笑)。いや、お前ら、世界初になれたんやけどっていう・・・。
もう一つ、電解液のバイポーラの話もしたんだけど、「液体じゃ難しい!」って言うて(ま、それが当時の常識だったけどな。手作りなら別にできるやろって話や(笑)。)、俺もじゃあ、教えるのやめよって思ったわ(笑)。
ハードカーボンも教えたろかなって思ってたけど日本の奴に「やめてくれ!」って言われました(笑)。ま、素直に聞いといたわ(笑)。キャパシタ用の容量の小さいのは、日本でPANiやってたアホなベンチャーも使ってたからこれくらいは教えてもええやろ思って教えたけどな。
でもなー、学歴コンプレックスに基づいた暗いルサンチマンに燃える日本人たちより可愛げ有ったのよ、カザフスタンの連中。
特に若い連中はな。
ちょっと歳食っとると難しくなるけどね(笑)。
[28] ぼくらが「日本人死ね」を翻訳する理由 習近平氏を怒らせる「大翻訳運動」、中国の国内向け宣伝を外国語に
中国は国内経済が悪くなるとガス抜きとして憎悪を外国へ向けさせるように仕組む。
これをタイムリーに暴露しようとする運動。
世論工作に引っかかるのは情報の偏ったB層であると俺も常々書いている。
これを中国人民の総意と受け取るべきではないと。
加えて中国は内政と外交とで180度異なるメッセージを発するのが常套手段だ -- 俺はどちらも本音だともどちらもフェイクだとも言えると見ているが。
ところで、トランプ&バンスと共和党はこれを「中国人を米国に近づけた成果」と考えないのだろうか?
米国のB層もまた中国のB層同様に世論工作に引っかかる。
つまり、海外にこれを知らせる意図は無いわけだ。
だから、「内政と外交とで180度異なるメッセージを発するのが常套手段 -- どちらも本音だともどちらもフェイクだとも言える」としている。
LinkedInの日本人コミュニティを見ると日本のB層もどうやら中国のB層、米国のB層と大差無い。
どうやって気づかせようと思っているのだが・・・。
ちなみに俺は、俺個人に直接仕掛けてきた奴しか敵とみなさない。
ということで、「誰かアンタにケンカ売ってきた中国人でもいるのかね?」と問うことにしているが、まあ、B層はB層だ。人間、歳とったからと言って必ずしも賢くなるわけではない。
by T. H.
LinkedIn Post
[1] Materials/Electronics
[2] Electrochemistry/Transportation/Stationery Storage
Electrochemical Impedance Analysis for Li-ion Batteries (2018/02).
Progresses on Sulfide-Based All Solid-State Li-ion Batteries (2023/05).
Electrochemical Impedance Analysis for Li-ion Batteries 2 (2023/12).
[3] Power Generation/Consumption
Electric-Power Generation, Power Consumption, and Thermal Control (2020/07).
Electric-Power Generation, Power Consumption, and Thermal Control 2 (2023/12).
[4] Life
[5] Life Ver. 2
[6] 経済/民主主義
Published Articles' List (2004-2005, 2008-2011, 2015)
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