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カリフォルニア大学サンディエゴ校が2020年3月に発表した論文がバッテリー系の複数の海外メディアで取り上げられています。台湾トレンドフォース社のEnergyTrend（同社のエネルギー分野調査部門）もこの技術について記事を書いておりましたので、下記にその記事の翻訳およびオリジナル論文の要約をご紹介いたします。 リチウムイオン電池の安全性をより高めることとバッテリーの爆発のリスクを下げることが模索されている中で、カリフォルニア大学サンディエゴ校が、充放電させた際に樹状突起（デンドライト）が形成される問題に対して新しいソリューションを発表しました。ダムの「放水路」のコンセプトを応用し、樹状突起（デンドライト）がセパレーターを貫通した際に、負極からの電子の氾濫を防止する技術です。 リチウムイオンバッテリーは、従来の電池技術と比較して、充電速度が速く、耐久性もあり、エネルギー密度が高いことで広く評価されています。小型で持ち運びが可能な携帯電話は、コンパクトで強力なリチウムイオンバッテリー抜きでは語れません。ただ、残念ながらこの技術もまだ完璧ではありません。充電と放電の頻度が増えると、バッテリー内の電極は樹状突起（デンドライト）を形成し始め、最終的にはセパレーターを突き抜け、ショートや発火を引き起こすようになります。  (Morris, "Researchers add compounds to electrolyte to prevent dendrite growth", 2015) この課題を解決するために、電解質添加剤の使用や多次元集電装置、セパレーターの表面改質などの解決策が提案されてきていますが、プロセスが複雑になったり、サイクル寿命などの問題もあり、超音波または特別な保護層を使用することを含む新しい対策も検討されています。 この観点から言うとUCSDのチームは別のソリューションを提示しようとしています。リチウムイオンバッテリーは、主に2つの電極と、電解質、セパレーターで形成されます。リチウムイオンが正極と負極の間を行き来することで充放電され、その際に電解質とセパレーターを通過します。 ここでUCSDのチームは、絶縁されたアノード側の層と部分的に導電性（PEC）を持たせたカソード側の層の二つの面を持つ構造体を用い、デンドライトの突き抜けによって生じる電子漏れの勢いを緩和させます。この方法はダムから過剰な水を放出する「放水路」をモチーフとしていると述べられています。  (Green Car Congress, "UCSD researchers develop draining safety feature for Li-metal batteries", 2020) この技術の提案をしている論文はADVANCES MATERIALSに掲載されています。デンドライトがセパレーターを貫通した際に、電子は、一度にカソードに向かって流れていくのではなく、ゆっくりと排出できる経路を持ちます。電流を制限することで、電池温度の上昇を抑えることもできます。従来の単層セパレーターで見られる突然の電圧降下および完全故障とは対照的にUCSDが提案している二層セパレーターは徐々に内部自己放電を増やしていく、「放水路」のような機能を持ち合わせているため、電流が急に溢れ出すことによる危険な不具合を回避することができます(Gonzalez, Yan, Holoubek, Wu, Zhou, Patterson, Petrova, Liu and Liu, 2020)。 なお最後に、本件の記事と関連し、トレンドフォース社発行の「リチウムイオン電池エネルギー貯蔵市場」レポートでは内容に不明な点があった場合のアフターフォローを含め、最新のトレンドが載っています。ご関心ございましたらお問い合わせ下さい。 References Gonzalez, M. S., Yan, Q., Holoubek, J., Wu, Z., Zhou, H., Patterson, N., Petrova, V., Liu, H., Liu, P., Draining Over Blocking: Nano‐Composite Janus Separators for Mitigating Internal Shorting of Lithium Batteries. Adv. Mater. 2020, 32, 1906836. https://doi.org/10.1002/adma.201906836 Green Car Congress. (2020, March 12). UCSD researchers develop draining safety feature for Li-metal batteries. Retrieved from https://www.greencarcongress.com/2020/03/20200312-ucsd.html Morris, C. (2015, June 29). Researchers add compounds to electrolyte to prevent dendrite growth. Retrieved from https://chargedevs.com/newswire/researchers-add-compounds-to-electrolyte-to-prevent-dendrite-growth/ 台湾TrendForce社のLEDInside (LED市場調査部門)から最新レポート「2020深紫外LEDアプリケーション市場とブランディング戦略」が5月1日にリリースされます。当調査報告書によるとUV LEDは、価格の引き下げに依存しながら、市場に受け入れられようと努力を続けてきましたが、COVID-19（新型コロナウイルス）の影響で消費者の殺菌に対する意識が大幅に強化され、 旧正月以降、UV-C LEDメーカーの注文および問い合わせが劇的に増加しています。  UV水銀ランプは、光出力が高いという利点があり、主に学校や病院などの広いスペースでの殺菌用途で使用されています。一方でUV LEDはウォームアップ時間を必要とせず、水銀を含まないため、より安全かつ長い寿命で、より少ないエネルギーコスト、熱損失で、持続可能というメリットがあります。さらに、UV-C LEDは単一波長帯を使用し、光出力を向上させるので、照射に関しては比較的安全です。さらに、小型化された光源は、省スペースおよび表面殺菌という市場の要求に十分に応えることができます。
COVID-19（新型コロナウイルス）の影響を受けて、さまざまなUV-C LED製品が市場で注目されています。紫外線殺菌機能と組み合わせたバッグやボックス、マタニティ製品、トーチライトやその他ポータブル製品がUV-C LED市場の需要を押し上げています。 「UV-C LEDメーカーは、長年にわたって家電区分の領域の発展に取り組んできました。 UV-C LED技術が成熟し、大手ブランドにより受け入れられるようになってくれば、UV-C LEDはついに成長期に入ります。家庭用区分の市場と比較すると、UV-C LED製品の価格は商用アプリケーションにより受け入れられます。 UV-C LED技術が安定し、認知度が向上するにつれて、UV-C LEDは業務用のエアコン、表面殺菌や水殺菌分野で採用されていく可能性があります」と、TrendForceのリサーチマネージャーであるJoanne Wuは述べています。 さらに、車内の空気は食べ物の臭いやタバコの煙、香水、もしくは細菌やウイルスに影響を受けやすく、換気も弱いので、車内の空気は悪臭を放ち、乗客の病気につながる可能性があります。そのため、乗用車市場では、殺菌製品やエアコンにUV-C LEDを導入し、きれいな空気を作り出す計画です。 ここで語られる深紫外LEDにはUV-B LEDとUV-C LEDが含まれ、さまざまなアプリケーションが2020年に継続的に出現しています。しかし、製品品質に大きなばらつきがあり、市場はやや混沌としています。 最新レポート「2020深紫外LEDアプリケーション市場とブランディング戦略」は、2020年のUV-C LED市場の主なトレンドについて議論され、アプリケーションと販売チャネルのクロス分析を提供します。また家電、商業スペース、自動車分野、潜在的な浄水器分野をカバーし、これらのチャネルでのブランディング戦略を議論します。 さらに殺菌ライト、食品業界アプリケーション、漁業アプリケーション、園芸用照明、光線療法および硬化装置の市場動向と実際のケース分析も行われます。TrendForceはこのレポートによって深紫外 LED製品の開発と販売に関する包括的な理解を読者の方々にご提供いたします。 このレポートは下記の構成となっております。英語版もしくは繁体中文版でのご提供となります。弊社沖為工作室合同会社はトレンドフォース社とパートナー提携をしております。サンプルや詳細説明のご依頼等、お気軽にお問合せ下さい。 TrendForce 2020 Deep UV LED Application Market and Branding Strategies Release Date: 01 May 2020 Language: Traditional Chinese / English Format: PDF Page: 147 Price: USD 5,500 (Tax Excluded) Chapter I. UV LED Market Scale and Application Trend
External Module Design and Product Analysis 2020 Supply Chain Development and Potential Player List 2020 Supply Chain Strategic Alliance Analysis 3.4 Flowing Water Disinfection Market and Module Product Analysis
Optical Power Allowance Optical, Flow Field and Heat Dissipation Design Optical and Flow Field Coupled Design Cost and Performance Sterilization Rate vs. UV-C LED Optical Power Requirements UV Dose vs. Sterilization Rate
AquiSense Technologies VIEWTECH Shui Yi Bao QD Jason
米国ではカリフォルニア州を中心にLIBエネルギー貯蔵システムのプロジェクトが進められています。その内の一つのプロジェクトでテスラ社はPG＆Eと提携して、カリフォルニア州モスランディングにエネルギー貯蔵施設を建設します。このプロジェクトではMegapackと呼ばれる同社の巨大バッテリーエネルギー貯蔵システムが採用されます。大きなコンテナサイズのMegapackを449台設置し、1.2GWのキャパを可能にすることを目指します。  Source : Tesla テスラ社は車載EV向けに中国・上海にギガファクトリー3を建設させ、「モデル3」を生産し、ゆくゆくは「モデルY」の生産も行なうことが予想されています。上海ギガファクトリーの着工開始は2019年1月で、極めて短期間で量産までこぎつけています。新型コロナウイルスで生産の遅れや雇用のレイオフがあり、消費の減少も想定されますが、人工呼吸器の製造にも乗り出し、こうした危機的な状況にある時にAgileにビジネスを展開できる同社の長期的な競争力は変わらないと考えられます。 EnergyTrend (トレンドフォース社のエネルギー調査部門)のシニアリサーチマネージャーのDuff Lu氏のプレゼンによると世界的なxEV市場の急速な立ち上がりによりLIB（リチウムイオン電池）自体の生産能力が増え、結果的にBESS市場の促進に繋がると指摘しています。カリフォルニア州では再生可能エネルギーに力を入れる一方、電力品質の低下が課題となっており、蓄電池による送電・配電の安定化と同時に適正な利益をプレイヤーが得られる制度設計が進められています。  (Source: TrendForce) BESS (バッテリーエネルギー貯蔵) 市場において、電力効率を上げるか、再生可能エネルギーの比率を上げるか等を語る上でシステムのスマート化が避けられません。TrendForce社のEnergyTrend研究部門によると、電力効率を高めるためには、需要に関わる供給側と需要側の情報の統合がキーとなり、再生可能エネルギーと組み合わせることで、エネルギー貯蔵システムの柔軟性がさらに高まります。こうした背景からBESS (バッテリーエネルギー貯蔵) は電力システムを大きく変革する可能性があると考えられています。
沖為工作室はTrendForce社とパートナーシップ提携をしています。同社サービスについてお問い合わせ等ございましたらお知らせ下さい。 日本を代表する自動車照明メーカーであるスタンレー電気が先日、トレンドフォース社の電話インタビューを受け、その内容が記事になって公開されています。この度、特別に許可を取り、その記事の翻訳を掲載させて頂きます。沖為工作室が直近で聞いた情報によるとこの記事に対する反響が高く、世界中から問い合わせがスタンレー電気株式会社に殺到している模様です。記事の元となる電話インタビューはトレンドフォース社のリサーチマネージャーのWu氏とスタンレー電気株式会社のチームマネージャーである百足氏との間で行われています。スタンレー電気社は自動車照明メーカーとして著名であると同時に、UV（紫外線）やIR（赤外線）LEDも手がけています。 同社は2019年に米ヘキサテック社を子会社化しており、窒化アルミニウム（AlN）半導体基板を利用した深紫外LED事業を強化しています。深紫外LEDは、「UV-C」とも呼ばれ、100～280nmの波長領域の光を発するLEDですが、新しい発見についてまだ議論ができる領域でもあります。スタンレー電気社はUVランプも持っており、すでに水殺菌用途などで採用されています。深紫外LEDにおいてもキラーアプリケーションとしてはこの水処理に関する紫外線殺菌市場があげられますが、コストハードルも高く、出力をあげて、ランニングコストで訴求する一方、水関連以外向けのアプリケーションも試みられています。そうした背景がある中、奇しくもCOVID-19 (新型コロナウイルス)により殺菌に関する市場に注目が集まっています。下からは記事の翻訳です。 LEDinside（トレンドフォース社のLED市場調査部門）は、スタンレー電気の百足氏に電話インタビューを行い、2020年のUV-C LED技術と市場動向の見通しを学んだことを非常に光栄に思っています。スタンレー電気のAlNベースのUV LEDは線形の電力性能を持ち、高い駆動電流を可能にし、高出力電力を実現しています。 同社の波長265nmのUV-C LEDはすで世界最高レベルの光出力50ｍＷを実現しおり、米ヘキサテックを買収することにより、光出力200 mWを達成し、殺菌市場において大きなアドバンテージを得ることが近い将来で見込まれています。  (Source Stanley) 波長275-280nmのUV-C LEDと比較して、波長265nmのUV-C LEDは、細菌やウイルスの殺菌・無害化をする上でより優れた不活性化効果を持っています。深紫外LEDを用いた殺菌実験でも測定条件（菌種：大腸菌／出力：40mw／照射距離：100mm／照射時間：120sec）において、塩素による消毒が効かない水中の病原微生物クリプトスポリジウムの殺菌に265nmの波長の効果が高かったという結果が出ています。  Source: Stanley 百足氏によれば、スタンレーはすでに消毒および殺菌用途について問い合わせを受けています。 高出力UV LEDと水殺菌モジュールを提供できる同社は、インフラ市場や医療市場のアプリケーションもターゲットとしています。 これまで、水殺菌向けに流量として、2L / min、10L / min、100L / minのリアクターを開発しており、不活性化率は99.99％（4 Log）を超えています。 さらに日本、アジア太平洋地域、ヨーロッパの自動車OEM向けにもUV-C LEDを展開しており、車室内殺菌市場等も想定されています。
以上が記事翻訳です。水殺菌市場は水銀ランプによる殺菌がコストの面で優位性がありましたが、LEDに置き換えることができれば水銀フリーとなり、小型化もできるようになります。そのためブレークスルーが起これば、医療から環境、ICT分野まで幅広い分野において、市場を急速にペネトレイトしていく可能性があります。 新型コロナウイルスで外出制限やロックダウンが実施されたエリアにおいて、自動車は私たちの生活で言うとトップイシューからは外れてきます。ところが台湾トレンドフォース社のニュースによると車載バッテリーのメンテナンス等を手掛けるCTEK社がこうした時期において、バッテリーに対してどのように管理をすればいいかという問い合わせが殺到しています。  (CTEK, "E-Mobility")
車を長期保管していると、バッテリーが上がってしまうリスクが高まります。CTEK社が提供しているCTEK MXS 5.0は自動温度センサーを内蔵した完全自動マイクロプロセッサ制御システムを搭載しており、車両に取り付けることでバッテリーのメンテナンスも可能になります。同社はE-MOBILITYにも注力しており、車載LIB向け充電ソリューションも展開しています。 References CTEK. (n.d.). E-Mobility. Retrieved from https://www.ctek.com/e-mobility EnergyTrend. (2020, April 8). How to Look After a Car Battery When a Vehicle Has Not Been Used For Weeks or Months. ニュースの発信元のトレンドフォース社発行市場調査レポート「LITHIUM-ION BATTERY ENERGY STORAGE MARKET」についてはサンプルのご提供および電話やオンラインでのご説明も可能です。お気軽に弊社までお問い合わせください。 電気自動車（EV）は、車載バッテリーのリサイクルおよびリユースについては対応が遅れているのが現状です。中国再生資源回収利用協会によると中国のバッテリーのリサイクル、リユースには三つの体系があると考えられています。一つはNEV企業が主導するもので、消費者に渡ったものを回収し、リサイクル、リユースにいたる流れ、もしくはNEV企業が出す試験車用の電池がリサイクル、リユースされる場合や車自体が解体企業に渡ってリサイクル、リユースされるケースが考えられます。二つ目のあり方として回収解体業者が主導する流れで、全国各地に広がる廃棄車回収ネットワークを用い、消費者から回収するものです。その電池をリサイクル業者に回すか、再生業者に回すかとなります。三つ目のあり方はリペアに関わる領域で、４Ｓ店などが主導するものです。故障で使えなくなった電池をリサイクル、リユースに回す流れです。 車載バッテリーは、一般論として7〜10年使用すれば蓄電容量が低下し、交換が必要になるとされています。2020年に走っている自動車であれば、2030年前後にバッテリー交換時期にさしかかります。そのときまでにリサイクル＆リユース体制の構築が求められます。ただ一般論としてLIBを解体して、再生材料として利用していくのは技術的にまだハードルが高いのが現状です。こうした課題に対して、LIBを分解せずにそのまま他のデバイス、例えばエネルギー貯蔵システム（ESS）に使うことなども考えられます。 先日パートナーシップ提携を発表したトレンドフォース社によるとESSのコンポーネントにおいて、電池に関わるコストが最も重要な課題の一つとして考えられます。LIB自体の生産能力は継続して増えていくとともに、価格競争も激化していく一方で、エネルギー貯蔵システムが今後注目されていくと考えています。トレンドフォース社発行市場調査レポート「LITHIUM-ION BATTERY ENERGY STORAGE MARKET」についてはサンプルのご提供および電話やオンラインでのご説明も可能です。お気軽に弊社までお問い合わせください。  将来、実用化が期待される先端技術の情報を提供する沖為工作室合同会社（東京都町田市、CEO：沖本 真也）は台湾の著名な調査会社TrendForce社とパートナーシップを結ぶことに合意いたしました。沖為工作室合同会社はTrendForce社の日本市場のマーケティング活動を支援し、同社サービスを新規に広げていくことを目指します。 沖為工作室合同会社は中国のEV向けLIB市場動向に注目しており、同時にTrendForce社も同社市場調査レポート「Lithium-ion Battery Energy Storage Market」に注力していく意向で、コラボレーションが成立する運びとなりました。  2015年9月に国連で定められた「Sustainable Development Goals」（持続可能な開発目標）の重要度も増している中、電動化だけを推し進めるスキームには限界があります。新型コロナウイルスは私たちのウイルスへの脆弱さを浮き彫りにする一方で、持続可能な世界に向けて、私たちの取り組みが試されている時期でもあります。CO2排出削減はあらゆる生命のエコシステムを考える上で外せないテーマであると同時に、経済性という観点から倫理的かつ効率的なビジネススキームを創出する必要があります。
BESS (バッテリーエネルギー貯蔵) 市場において、電力効率を上げるか、再生可能エネルギーの比率を上げるか等を語る上でシステムのスマート化が避けられません。TrendForce社のEnergyTrend研究部門によると、電力効率を高めるためには、需要に関わる供給側と需要側の情報の統合がキーとなり、再生可能エネルギーと組み合わせることで、エネルギー貯蔵システムの柔軟性がさらに高まります。 同社サービスは市場トレンドをどこよりも早く取り扱います。またアナリストのインテリジェンス、人間性がともに優れており、沖為工作室合同会社は全力でサポートしてまいります。 |
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