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ノーベル化学賞に また日本人

2019.10.10
ノーベル化学賞に また日本人
Peter GottschalkによるPixabayからの画像  

   ≪日本経済新聞から≫

ット社会発展導く 
吉野氏ノーベル賞
リチウムイオン電池 生活経済に不可欠


リチウムイオン電池が世に出たのは91年。ソニーが初めて商用化した。その性能の高さは「電気」を持ち運ぶのが当たり前の生活をもたらし、固定式の電源や配線から人々を解放した。

革新が最も波及したのがモバイル機器だ。空想科学(SF)小説の小道具にすぎなかった「携帯電話」が文字通り携行できるようになった。

携帯電話やスマートフォンを誰もが持ち歩き 一人ひとりがネットでつながり始めると新たな世界が開けた。ノート型パソコンへの採用も進み、それまで机の上でしかできなかった作業が移動中にも可能になった。

ネット中心にライフスタイルや働き方、産業構造が再構築され、ビジネスほか文化さえも一変した。通信インフラの整っていなかった国や地域にもモバイル機器は広がり、インターネットとともにコミュニケーションの形を根底から変えた。

リチウムイオン電池は重量あたり、体積あたりのエネルギー密度が高い。それまで充放電できる蓄電池は鉛電池やニッケル・カドミウム(ニッカド)電池が主流だった。80年ごろからビデオカメラやソニーの「ウォークマン」といったモバイル機器が普及し始め、長持ちするリチウムイオン電池への期待が高まった。

小型、軽量でも多くの電気を蓄えられ、利用はモバイル機器にとどまらない。電気で走る車の実現にも貢献した。

ハイブリッド車などに載るニッケル水素電池に比べ、リチウムイオン電池は数倍のエネルギーをためられる。電圧も高く、出力(パワー)の特性にも優れる。19世紀から待望されながら実用化に至らなかった電気自動車(EV)の実現にも道を開いた。2009年には三菱自動車が「i-MiEV(アイ・ミーブ)」の量産化に成功した。

リチウムイオン電池は時に発火などのトラブルも起こしてきたが、市場は今後さらに拡大に向かう見通しだ。EVへの搭載量は加速度的に増え、風力や太陽光といった再生可能エネルギー向けの蓄電システムでも需要が高まっている。

米テスラのEVに電池を供給するパナソニックをはじめ、日本企業はリチウムイオン電池の市場で世界をけん引してきた。旭化成を含め材料にも強い。一方で、韓国や中国の台頭で競争が激化し、市場環境は厳しさを増している。

「基礎研究は10個に1個あたればいい」。吉野氏は受賞決定後の日本経済新聞のインタビューで、こう述べた。日本の大学や企業ではイノベーションの創出力の衰えが指摘される。今回のノーベル賞受賞は挑戦する姿勢の重要性を改めて日本に突きつけている。


ノーベル化学賞 リチウムイオン電池
部材 日本勢強み、完成品 中韓台頭



吉野氏は正極材、負極材、電解液、セパレーター(絶縁材)の最適な材料を組み合わせた電池の基本構造を開発した。この4つの部材は電池の出力や安全性、寿命などを大きく左右する。日本の素材メーカーが強みを持つ分野だ。

例えば、吉野氏の所属する旭化成は18年時点でセパレーターの世界最大手だ。樹脂などの薄いフィルムで、同社が強みとする人工透析の膜などの技術を生かしている。

旭化成は15年に同業の米ポリポア・インターナショナルを約2600億円で買収するなど事業を強化している。現在も日米の拠点での生産設備の増強を進めており、21年度にセパレーターの年産能力を18年度比で倍増させる計画だ。

セパレーター3位の東レも21年夏の稼働を目指して、ハンガリーに欧州初の工場の建設を決めた。総投資額は約240億円で、欧州での普及が見込まれるEV向けの需要を取り込む考えだ。

ニッケルやコバルトを原料とする正極材では世界首位の住友金属鉱山がEV向けを中心に拡販。特に電池の高容量化が可能で、1度の充電による走行距離が伸びるニッケル系に注力している。

黒鉛を主原料とする負極材は、日立化成のほか三菱ケミカルや昭和電工が手掛けている。日立化成は12年に黒鉛に電池容量を高める効果のあるシリコン材を組み合わせた製品を実用化した。

電解液も、EVなど自動車向けでは三菱ケミカルが世界首位だ。

まずノートパソコン向けなどで普及したリチウムイオン電池だが、今後の成長をけん引するのはEVなど車載向けだ。世界的な環境規制の強化が追い風だ。調査会社の富士経済(東京・中央)によると、リチウムイオン電池の19年の世界市場見通しは約4兆7900億円。22年には5割増の約7兆3900億円まで拡大する見込みだ。

一方、急速に進んでいるのが電池のコモディティー(汎用品)化だ。当初は日本勢がシェアの大半を占めていたが、製造技術の普及でハードルが下がり、韓国や中国勢が低価格を武器に相次ぎ参入している。車載向け電池では、中国・寧徳時代新能源科技(CATL)がパナソニックからシェア首位の座を奪った。

部材はなお日本勢が強みを維持しているものの、今後は技術力や収益面で競争力をどう確保するかが課題となる。(後藤宏光、佐藤雅哉、岩野恵)

◇ 旭化成株が9日夜の私設取引システムで急伸した。ノーベル化学賞受賞が伝わった直後に、東証の終値比300円(27%)高い1405円50銭まで上昇した。買い一巡後は伸び悩んだが、10日の東証の取引では関連企業への関心が集まりそうだ。


日本人2人 材料開発や実用化で貢献 
東芝・水島氏と元ソニー・西氏

リチウムイオン電池の開発では、旭化成の吉野彰名誉フェローに加え、2人の日本人が大きな貢献を果たした。

「グッドイナフ先生が受賞されたことについて大変うれしく思います」。今回の受賞者の決定を受け、東芝の水島公一エグゼクティブフェローはこうコメントを発表した。

同氏は1970年代後半、当時英オックスフォード大学にいた米テキサス大学のジョン・グッドイナフ氏の下、リチウムイオン電池の正極材料の開発で重要な役目を果たした。この成果の上に吉野氏の研究が重なり、革新的な電池が生まれた。

実際に同電池を世に送り出したのも日本だった。1991年に世界で初めて実用化にこぎ着けたソニーでは、元業務執行役員の西美緒氏らが製品化の道筋を付けた。






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