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はてなキーワード: リチウムイオン電池とは

2021-09-20

電化エコっていうけどさ。

その電気の発生源はともかく、リチウムイオン電池大量生産して消費するのは本当にエコなのか甚だ疑問だんだよな。

そりゃエンドユーザーの目の前で二酸化炭素排出されないけれど。

結局のところ、二酸化炭素を出さないというよりも、二酸化炭素を分解する緑化の方が持続可能なんじゃないかと想う。

2021-08-24

anond:20210824194110

新型出たから買い換えろよ

あとリチウムイオン電池構造上、使用したら使用しただけ劣化するという特性があるのですべてのワイヤレスイヤホンが抱えている仕様

2年で劣化とは結構毎日使ってくれたお気に入りだったんだな

新型はそれよりも更に音質良くなってるからオススメだぞ

もちろん新型も使うほどに電池劣化するけどな

2021-01-14

anond:20210114110843

さないと危ないだろって思ったけど、リチウムイオン電池の話じゃないのか。失礼。

2020-12-26

anond:20201226141647

へぇ

リチウムイオン電池ができてからかにそういうのできてもおかしくなかったわけだな

ずっとそういうのはホッカイロってイメージがあったわ

空調服リチウムのおかげだしな

さすが日本人の開発やで

Ankerっていう中華企業もけっきょく日本人おんぶして稼がせてもらってんだよな

ゼロから何かを生み出すことができないからな中国人

作れるのはダンス動画投稿システムくらいやで

2020-12-19

anond:20201219193153

つーか単純に商才がないから新しいもの作っても美味しいとこだけ持っていかれて終わりなんだよね。

リチウムイオン電池ノーベル賞取った時も思ったけど研究者世界を変える発明をしてもそれを大金にできる人間が誰もいないんだわ。

なんつーか日本人宗教かにドライな癖に金以外を求める価値観が強すぎて商売に向かない。

EVが主流になるには

リチウムイオン電池を超絶進化させる→無理

・新電池発明する→ナトリウムイオン?あと30年は無理

補助金政治力でだましだまし使い続ける→原発かな?

2020-12-08

[] 都会の歩行者、ウィンカーとストップランプの装着義務化を

人混みでぶつかる人の話題

男が悪い、女が悪い、歩きスマホが悪い、みたいなのより建設的な話題が見たかった。

問題意思が読めない、伝わらないこと。

このブコメ読んで膝を打った。

人混みでぶつかりやすい人の特徴と、簡単な回避方法。

そういえば自動車って曲がる意思表示にウインカーがあるのに直進の意思表示のインジケーターってないなって思った。みんな「俺はこの方向にまっすぐ進む」「俺は右に曲がる」って継続的意思表示できればよさそう。2020/12/07 11:48

都会の歩行者には両肩にウィンカー、後頭部にストップランプの装着を義務付ければ良いのだと。

白熱球とマンガン乾電池時代だと稼働時間の点で現実的ではなかったかもしれないが、LEDリチウムイオン電池なら問題ないだろう。

歩行者意思疎通、「言わんでもわかるだろ」とか「常識判断しろ」とか「流れを読め」とかは甘え。

問題が発生してる以上、積極的意思表示し、誰もがそれを理解できるよう舵を切るべきだろう。

歩行者にウィンカーとストップランプの装着義務化したとして、視覚障碍者はどうするの?」との声もあるかもしれない。

その場合、「ピロピロピローン、左へ曲がります、ご注意下さい」の音声アラーム装着義務化も考えていきたい。

2020-12-07

本当に今月からコロナワクチンの量産できるのか?

なんか明日からイギリスコロナワクチンの接種が始まるらしいんですけど、俺ぶっちゃけ全く信用できんのですわ。

信用出来ない理由って言うのはワクチン懐疑論者だからだとかそういうわけじゃなくて、某電機メーカー製品量産立ち上げの仕事をやっていた身としての技術屋的な視点から懸念

なぜ懸念してるかって?

あえて主語デカくするが、工業製品って少量生産から大量生産に移る時の工数バカにならず、治験完了後1ヶ月で製造体制ができるとは思えないからだ。

年間何億台も製造される携帯電話を例に挙げるが、俺の知っている範囲だと、発売1年前にはハードの開発がほぼ完了している。それから発売までの1年間はひたすら量産に向けた準備に当てられるのだ。

少し例をあげよう。ある製品設計が終わったとして、量産立ち上げで試作品100台くらい作ったとする。このくらいの生産規模だと全てのパーツを単一メーカーの同一ロット調達することができたりするのだが、製造規模が数万台•数百万台に拡大すると、当然パーツのロットは違ってくるし、単一サプライヤーからだと部品数量が安定的に確保できないので複数から調達必要になってくる。

思考実験として、この新製品部品点数が10点だったと仮定してみる。全ての部品を3社から調達すると、僅か10個の部品構成される製品でも、組み合わせは5万通りを超える。まあ実際にはここまで組み合わせが増えないようにはなっているのだけれども。

さて、設計段階では動作問題なかった製品も、製造元や製造ロットの組み合わせ次第では僅かな特性の誤差が積み重なって思わぬ不具合を起こしたりする。明らかに品質の悪い部品供給してくるサプライヤーには改善指導をしたり、ダメそうなら早めに見切りをつけて業者新規開拓したりする必要が出てくる。

そんなこんなで問題を潰して行くこと数ヶ月。月間数千台、数万台と量産できる体制を構築して発売予告をしたとする。そしたら予想外に反響が大きく、想定の何倍もの予約が入りました!そしたらどうなる?

なんということでしょう生産キャパが足りません!

よし、グループ会社の別工場に展開だ!

ぎゃえー(量産エンジニア叫び声)

基本的に、工場が違えば工作機械や測定器は別のものが入っています。同じメーカー装置でも、びみょーに仕様が違ったりします。例えば測定器なら同時測定数や帯域とか、測定ソフトウェアバージョンとかそう言うところね。で、違う装置製品作って違う装置試験すると、びみょーに特性が変わってきたりて、売れないゴミの山を作りつつ、少しずつ改善しながらまた量産体制作りに励んで。

そんなプロセスを3ヶ月〜6ヶ月ヒイヒイやった挙句にようやく最終製品の安定供給に漕ぎ着けるわけだ。最近製品だと、ちょうど今品薄が騒がれているSwitchやPS5の量産担当の人、マジ大変な事になってるだろうな…

話がかなり脱線したが、そういう理由があるんでコロナワクチンの量産はマジで激ヤバだと思うんよ。しかも今度のワクチンmRNAとか言う従来とは違う新しい方式なんでしょ?バイオは専門外だけど、量産普通に激ヤバでね?電機メーカーで言えばニッケル水素電池の量産ラインリチウムイオン電池の量産ラインに置き換えたり、液晶生産ライン有機ELラインに入れ替える感じだよね?製造装置も測定器も部材も従来のラインから大きく変えてると思うけど、マジ大丈夫なのかよ?

というわけで、量産エンジニア視点で見るとコロナワクチン製造は怖すぎて信用できません。まあ1年ほどしたら品質も安定してくるだろうから、その頃になれば打っても良いかなって感じはするけどね。

2020-12-05

最近電気自動車推進の議論の雑さについて思う事とか

最近世界の流れで、2030年代に内燃機関を積んだ自動車新規販売禁止しようという動きが盛り上がっている。

ただなんというか、どうもコロナ後の経済対策をかねて強引に需要創出したいからだろうか、電気自動車=エコ=ガソリン車をなくすのが社会正義的な短絡的な思考回路が気になっている。

またマスコミ等の、1日でも早く電気自動車に舵を切らないと電動化による部品点数削減のあおりを受けて、PCスマートフォンで電機業界がやらかしたように日本自動車産業は壊滅するといったパニック的な論調にも違和感を覚えるので思うところを書きたい。

ちなみに筆者は非自動車業界エンジニア、ただし工学部出身なので自動車業界の友人は多く、友人経由で業界の話はよく聞いている。

新し物好きなので2010年代日本市販された電気自動車である三菱i-MiEV日産LeafトヨタのMIRAIは乗ったことがある。

残念ながら、テスラレンタカー代が高すぎるのでいまだに乗ったことがない。

言いたいこと

電気自動車が必ずしも内燃機関を積んだ自動車よりもエコであるとは限らない。

内燃機関を積んだ自動車電気自動車に置き換わることが即部品点数減になるとは限らない。

パソコン自作のように簡単自動車が作れるようになって新興国メーカーにすぐに置き換わられることはない。(スマートフォンHuaweiのように、研究開発能力の高い企業が台頭してくれば話は別)

電気自動車エネルギー効率について

Well to Wheelって言葉がある。ざっくりいうと、化石燃料油田から掘り出して、自動車タイヤを動かすまでのエネルギー効率がどれくらいになるかという話である

例として、最新のガソリンエンジン車と現在日本で最大の電力源である火力発電所の電力で電気自動車駆動させた時を比較してみる。

議論単純化のために、ガソリンや、発電用の重油LNGを精製するまでの効率は一旦無視する。

現在市販車の中で熱効率が最も良いガソリンエンジンリーンバーンエンジンだが、一番効率の良くなる回転域で熱効率40%程度である

それに対して、2020年時点で最も効率の良い火力発電所リチウムイオン電池効率は下記のようになる。

コンバインドサイクル発電 熱効率:60%

送電ロス:3%

リチウムイオン電池の充電効率:90%

リチウムイオン電池放電効率:90%

0.6*0.97*0.9*0.9 = 47%

最新の効率の良いもの同士を比較しても何倍もの差はつかない。

日本にある火力発電所のなかで、熱効率60%を達成しているものはまだ少数であること、リチウムイオン電池特性経年劣化することを考える。

発電効率50%、充放電効率が80%に低下してしまえば、エネルギー効率は0.5*0.97*0.8*0.8=31%まで悪化し、内燃機関効率の上で勝てなくなる。

現状の発電所の電源構成をとる限り、電気自動車エネルギー効率上のアドバンテージはない。

火力に代わる安定的ベース電力といえば、現状原子力比率を上げるしか選択肢がないわけだが、果たして社会的なコンセンサスが取れるのだろうか?

余談だが、電気自動車にはエンジンの排熱が存在しないので冬場の暖房効率が悪く、ものすごく早く充電量が低下する。

(レンタカー電気自動車を借りたときに、上記現象経験して効率の悪さに驚いた。)

逆に、下り坂などでのモーターの回転を利用して充電できる回生充電という内燃機関にない特徴があるので、この辺りは一長一短か。

部品点数について

自動車動力内燃機関からモーターに代わると、エンジントランスミッションブレーキの油圧機構等が不要になり、

現在5万点といわれる自動車部品点数が1万点程度に減るのではないかといわれている。

だが、本当に今後の自動車部品点数は減っていくのだろうか?

自動運転を実現するための画像処理用の半導体

代表的GPUメーカーNVIDIAの最新GPUであるGeforce RTX3090のTDP(熱設計電力)は350W。

10年位前まではハイエンドモデルGPUでもせいぜい200W以下であったことを考えると、世代が進むごとに熱問題が深刻になってきていることがわかる。

実用的な自動運転が実現可能レベルまで性能を上げていけば、冷却用の機構部品新規必要になるのではないか?

例を挙げるならば、プレイステーションが新しい世代になるごとに冷却機構が大げさになっていくように。

一昔前にはバックモニター程度にしか使われていなかった車載カメラ最近では自動ブレーキドライブレコーダーの普及によって1台の車に複数まれるようになってきている。

これに加えてドアミラーミラーレス化されたり、自動運転進歩するとさらカメラセンサーの台数は増える。

ちょっとしたドライブレコーダーでさえ、1つ1つのチップ抵抗チップコンデンサ部品1つとカウントしていけば、トータルの部品点数は100を超えるだろう。

こうした車載電子機器の増加は、同時に電力や信号を伝達するためのワイヤーハーネスの増加も引き起こす。

少し考えただけでも上記2点のように部品点数が増加する要素が考え付くのだが、本当に自動車の電動化がすすめば劇的に部品点数は減るのだろうか?

車体に求められる要求水準が上がっているため自動車の開発費や工数は増加傾向。電動化でもここは減らない。

動力源が内燃機関だろうが、モーターだろうが自動車自動車である限り車体の構造は大きく変わらない。

燃費向上のためには車体を軽く仕上げないといけないが、十分な剛性を確保するためには強くしないといけないので、相反する要求を満たすため、車体に使用される鉄素材に占める高張力鋼比率は年々上がっている。

一般的に、高張力鋼は加工性が悪いので、より高性能な工作機械新規に導入したり、プレス溶接手法研究していかなければならない。

また、自動車安全性能に対する各国の基準は年々厳しくなっているため、横滑り防止安全装置等の機構新規に搭載する必要が出てきたり、様々な角度からの衝突試験に耐えうるボディ形状を設計開発しなければいけなくなったりで開発や試験工数が増加しているため、世界大手トヨタでさえ車体開発コスト削減のために車種数を統廃合しているご時世である

この現状に対して、パソコン自作のようにモーターを買ってきて車体に乗せれば誰でも電気自動車メーカーをつくれる状況が来るのだろうか?

自動車開発のノウハウ資金力も不足している新興国新興企業が、日米欧の主要メーカーに対抗できるだけの設備投資研究開発が実現できるのだろうか?

可能性はゼロではないだろうが、通信業界におけるHuaweiのように、国家資金研究開発リソースをぶち込んだほんの一握りの企業しか台頭できないのではないだろうか?

2020-11-19

anond:20201119212513

問題はその品質シェアが高い部品の種類が年々減ってるのと、最終完成品売るのに比べれば金額が小さいんでどんどん産業が小さくなってくことで。

90年代DRAM市場を失い、2000年代に大型液晶太陽電池2010年代リチウムイオン電池中小液晶マイコンというように、シェアが高かった製品がどんどんやられてる。これは放っておいていい話じゃないと思うけどな。

リチウムイオン電池を例にしても、正極材や負極材、セパレーターといった部材のシェア自体中国メーカーが台頭してきてシェア低下傾向だし、全く楽観はできないよ。

2020-08-12

anond:20200811234646

都内だけどうちの区は単に「ゲーム機の廃棄」ってくくりでそんなややこしくなかったよ。別にリチウムイオン電池をそっちでなんとかしてから捨てろなんてことは言われなかったけどどこの自治体

2020-04-20

燃えないゴミ出すのって緊張しない??

自分環境での話ではあるんだけど、

まず、月に一回しか回収がないってのが緊張する。

「これに失敗したら…次のチャンスは一か月後…!」って心配になる。

次に、ちゃん不燃ごみなのかが不安

自分が出したものちゃん燃えないゴミとして取り扱ってくれるのか、

「あー、これは資源ごみからダメ」とか「これはリチウムイオン電池入ってるっぽいかダメ」とかで取り残されそうで不安

そして、サイズちゃんと30cm角に収まっているのかが不安

もちろん自分で測って30cm以内なら安心して出すんだけど、中には正直32cmぐらいのものもあったりする。

そういう時に回収員の人が持って行ってくれるのか、それとも「あー、これは2cmオーバーからダメ」って言って置いて行かれちゃうのか不安

燃えないゴミ、やべーな。

2020-02-11

anond:20200211034316

問題なのは PEM電気分解 と 充填 の効率だ。ここが余分に入っているせいでFCEV効率が悪くなっている。これらを再生エネルギーでやればいいのでは?

そう思う。つーか再生エネルギー自体DCで取り出されるので、ここで電気分解を行えばAC/DC変換効率分は改善されるんでは

EVに蓄電するケースは自然エネルギーとの付き合い方では最も最適だ

そこは疑問。再生エネルギー生産時間場所がブレるし消費の時間場所とはギャップがある場合が多いんだけど

それを調整するためのEVは誰もが好き勝手にどこかに移動させたい代物なんだよね?

本当にうまくいくのかな

現在リチウムイオン電池エネルギー密度が低く

[~中略~]

航続距離が欲しいなら積載量を削ることになり、積載量を増やしたいなら航続距離を減らすことになる。

要するに車体が大型になればなるほど現状の蓄電池には不利になるわけだ。

からEV未来としてはスクーター高齢者向けの超小型モビリティなど、街乗りの小規模な乗り物として活用されることになるのでは

これなら積載量も航続距離もいらない

現状でも電動アシスト自転車は世の中に普及してるし、急速充電ができないという問題点もバッテリー交換という形ですでに解決されている

特に小型モビリティはこれから世界高齢化が進むんで市場は今以上に大きいと思われる

リチウムイオン電池ブレークスルーがなければ、燃料電池車もある程度日の目を見るだろう。

やっぱり全個体電池じゃないすかね?

[補足]

エネルギー効率重視の元増田(id:vitamin_aceか)にとってブレ幅が大きい上に規模を上げづらい再生エネルギーは相性悪そう

安全で超効率次世代原発とか開発されないですかね

anond:20200210183214

FCEV(燃料電池) vs BEV(電気自動車)について返答してみる。FCEV水素をいれるよりも、BEVを充電した方が効率が良いという話です。

水素を作る際に投入する電力のうち、数割は熱に変わってしまう。この点をBEV比較しようと思う。Well-to-Wheelではなく「Grid-to-Wheel」で見た場合となっている。

燃料電池車(FCEV)の効率

製造

水素製造する際には電気分解が主流だ。(石油からの生成もあるが、今回は電気分解とさせていただく)

なお電気分解の際は、送電グリッド交流)での変換とすると、まず交流直流に変換する必要がある。この効率92%とする。

92%】

電気分解法としてPEMを考えると、効率が80%であるから、この時点で:

92% * 80% = 74%】

となる。

充填(貯蔵)

燃料が問題なのは、「物質であるために、「貯蔵」と「輸送」が必要になる点だ。

貯蔵に関して言えば、(水素密度が低いので)貯蔵する際に液化または高圧にする必要があり、必ずエネルギーを消費する。

輸送に関して言えば、重さのある物体を動かすわけなので、必ずエネルギーを消費する。

ここで、燃料を貯蔵する際に使うエネルギー効率を見てみると:

まり貯蔵方法として圧縮する場合、今までの効率を掛け合わせると

92% * 80% * 87% = 64%】

となった。タンクに充填する段階までで、投入電力の36%は熱として失われる。

使用

さて、ここまで製造した水素水素タンクに充填した。次はその水素使用するわけだが、ここでもロスが生じる。

燃料電池に貯蔵されたエネルギー直流で取り出される。この効率を95%とする。また、取り出した電流ACに変換する必要がある。例えばMiraiのモーターは交流同期モーターで、DCからACへの変換効率を90%とすると、

92%(ACDC) * 80%(PEM) * 87%(充填) * 95%(FCスタック効率) * 90%(DCAC) = 55%】

となる。

電気自動車(BEV)の効率

バッテリへ充電する際、ACDC変換の効率92%、充電の効率を80-90%、インバータDCACの変換効率を96%とすると

92%(ACDC) * 80-90%(充放電) * 96%(DCAC) = 70-79%】

となる。

すなわち、同じ電力を投入する仮定のもとでは、電気自動車を充電した方が効率が高い。燃料電池車は、「水素製造」〜「燃料電池からの電力を取り出すまで」の間に、投入した電力のうちの45%の熱を出すわけだ。

数字をよくみると、問題なのは PEM電気分解 と 充填 の効率だ。ここが余分に入っているせいでFCEV効率が悪くなっている。これらを再生エネルギーでやればいいのでは?と思うかもしれないが、そういう話ではなく、その再生エネルギーをBEVの充電に使った方が効率が高いよね、という話なのだ

電気分解をしない場合FCEV効率

電気分解をしないケース(石油精製時利用する水素を使うケース)で見ると、

87%(充填) * 95%(FCスタック効率) * 90%(DCAC) = 74%】

となり、まぁ悪くないような感じになる。ただ、このケースではCO2を出している。

水素輸送ロス (anond:20200210183214)

水素燃料の輸送ロスについて」への返答としては、「場合によるが(余り物の水素を使うなら効率が高い)、BEVよりも劣る」だろう。

輸送の際の話は答えていないので答えると、液体水素輸送する場合ボイルオフ(気化していく)によりロスが生じる。圧縮する時にはエネルギーを投入する必要がある。パイプラインを引けばロスはない。

燃料電池寿命

燃料電池スタックにも寿命がある。BEVとの比較データがないので難しいが、ここはおあいこのようだ。

水素貯蔵の安全性について (anond:20200210183214)

Miraiとかはかなり頑丈なプリプレグでタンクを作っており安全性は高い。

リチウムイオン危険性も確かにあるが、今は切ったり突き刺したりしても燃えないように作られている。

安全性を語る時はケース(事故)を色々考えないといけないので論ずるのは難しいが、一般論で言えばどれも極端なケースを除けば安全に作られていることは確かだ。

ガソリンは使い方を間違えれば兵器にもなるわけだし、あれほど危険ものをある程度安全に使えているので、安全性に関しては規制でなんとかなるという見解だ。

蓄電はどうするのか (anond:20200210183214)

EVに蓄電するケースは自然エネルギーとの付き合い方では最も最適だ。EVバッファとして使う。その際にパワーグリッドの需給状況に応じて充電電流などを変える必要があるだろうが、CHAdeMOはすでに遠隔監視のために携帯電話網に接続されたものもあることから、あとは制度次第で可能だろう。

水素で蓄電することももちろんできて、各水素ステーションの改質のタイミングを電力のオフピークに行えば良い。ただ書いたように、同じ電力を使うならEVに充電した方が効率は高い。

水素社会 (anond:20200210183214)

LPG車が細々と残り続けていることからも、こういう形で燃料電池車が使われるのではという確証の無い予想をしている。

現在リチウムイオン電池エネルギー密度が低く、例えばトラックなどがEV化した場合、目指す航続距離にもよるが、トラック自重の半分とかが電池の重さになるだろう。大型トラックでも25tまでしか許されないので、電池ばかりを積むこともできない。航続距離が欲しいなら積載量を削ることになり、積載量を増やしたいなら航続距離を減らすことになる。

リチウムイオン電池ブレークスルーがなければ、燃料電池車もある程度日の目を見るだろう。

ただ、トラックバスEVFCEVにするのはあまりにもコストがかかるわけで、もうしばらくはハイブリッドのままなのでは無いだろうか。

技術はどうなるのか誰にも予測できないので、確証はないけれども。

anond:20200210091314

どちらの採掘時も問題はありますよ。しかし程度問題として、テスラリチウムイオン電池は550kg(容器含んでいる)として、そのなかのリチウムは55kg以下。それに対して、ICEライフサイクル中がぶ飲みするガソリンを作るため、原油は一体何トン必要なんですかね?

そもそもリチウム採掘懸念されている理由を知っていますか?最も大きな問題は水(真水)を大量に消費することです。対して、原油採掘の際には随伴ガス(最近は軽減されていますが)が出て、CO2が必ず出ます

また海洋油田ではプラットフォーム廃棄物問題など(OSPAR条約)があります。MARPOL条約があってもタンカー事故はたびたび起こります採掘、精製、輸送使用のどこにおいても環境破壊が必ず伴います

繰り返しますが、問題は初期コストとしてこれら環境破壊が起こるわけではなく、内燃機関を使っていく以上かならず起きるわけです。

リチウムイオン電池採掘こそ水を消費しますが、そのあとの製造プロセスではリニューアブルエナジーを使えば環境破壊の程度は抑えられ、使用の際はそれ単体では環境破壊を伴いません。

なお、リチウムは廃棄リチウムイオン電池からリサイクルできます原油は燃やしたらできませんよね?

2020-02-10

anond:20200209170643

ICE効率の点ではEVに遥かに及ばないよ。印象だけでは語るとデマになるので、少し計算した方が良い。

エンジン (ICE: internal combustion engine) 効率

追記: 過小評価していたので熱効率を上げました)

原油⇒精製(90%)⇒輸送(98%)⇒エンジン(30-40%)⇒変速機(80-90%)

=20%-35%程度

効率向上の限界

一番の問題は、熱機関は最良でもカルノーサイクルの壁を超えられないこと。つまり入力と出力の温度差による限界が来るわけ。

エンジンの素材は金属なので、良くても数百度かにしかできないわけで、予算度外視でどんなに効率をよくしても量産車で60%に至ることはありえない。

エンジンアルミか鉄なわけで、そこまで高温にできない。それで30-40%止まりと言うわけ。最近50%近いエンジンができたーとか言うニュースもあるが、もう熱力学上、天井は見え始めている。これは物理学なので、どうしようもならない。

(ちなみに、燃焼温度を上げると今度はNOxなどの問題顕在化してくる。そのため、むしろEGRなどにより温度を下げるのがトレンドエンジン開発はいろいろなトレードオフなのだ。)

ディーゼルエンジン効率比較的高く、CO2排出ガソリンエンジンよりも少ないとされるが、NOx/PMなどの排出が多い問題がある。NOxについてはマツダが頑張って尿素SCRなしのエンジン作ったけど、結局、PMについては、DPFを用いて微粒子を捕獲している。そのDPFの煤焼き運転必要だったりするので、その分の燃料は無駄になるわけだよね。

で、エンジン車の問題として、トルクバンドが上のほうにあるので、クラッチトルクコンバーター等と変速機が必ず必要となる。その際にロスが出てしまう。AT/MT/DCTは段数が少ないとパワーバンドを生かしきれない。段数が多いと重い。CVT滑るし、CVTルードは温まるまで粘度が高くてロスになる(ダイハツCVTサーモコントローラーとかで頑張ってるけど)。

エンジン効率への批判について

エンジンの熱効率50%に達したという記事JSTの「革新的燃焼技術」)で反論する方がいらっしゃるが、そのエンジン実験室の563cc単気筒エンジンだ。もちろん単気筒なんて自動車では振動などで使い物にならないから、最低でも3気筒からとなる。そうしたときに、気筒が増えて動弁系などのフリクションの発生によって効率は下がるはずなので、そのまま量産車に適用することは難しい。実用車では気筒数増加による動弁系の負荷、オルタネーターなど補機系の負荷などもかかってくることも頭に入れておきたい。

日産が45%のエンジンを開発しているとの記事もあるが、これはe-Powerの「発電専用」エンジンだ。ハイブリッドなので、こういう芸当が可能だ。

45%からは数%上げるだけでも相当血のにじみ出るような開発の労力がいるだろう。

燃焼温度についての批判

燃焼温度アルミや鋳鉄の融点よりも遥かに高いと言う指摘があった。その通りです。

しかし、熱力学説明たかっただけで、例えば入口・出口の温度差を数万度にしたならば、熱効率はかなりのものとなるが、そんなものは物性的不可能ということを示したかった。

なので、燃焼温度は限られるという意味

BEV (Battery EV) 効率

原油火力発電(超臨界発電) 50-60%⇒送電 (95%) ⇒バッテリへ充電(90%)⇒変換(96%)⇒モーター(95%)

=39-45%

効率アップの方法

PHEV, BEV場合、上に示したうちで一番効率の悪い「火力発電」の部分を再生エネルギーや水力に転嫁することで、CO2削減を目指せる。もちろん、原発にしてもCO2は減らせる。

なお日本火力発電所のSOx/NOx排出海外に比べてもとても少なく、優秀である

発電所の部分では、現状でも50-60%の効率は稼げる。なぜ熱機関なのにここまで効率が出せるかと言うと、巨大なプラントで高温に耐えるコストの高いタービンを回してるから

それによって熱機関効率が高められるから。車のエンジンは小さくてスケールメリットが働かないよね。でも発電所レベルなら巨大で、コストも充分かけられるのでこう言う芸当ができる。

で、電気輸送に関しては送電線なので一度つなげたらしばらくはCO2を出さない。送電効率も超高圧送電(100万ボルト以上)によって高まっている。

また、インバーターとかモーターに電気を流す部分はパワーデバイス(GaN等)の発展によってどんどん効率が上がっている。

なお、モーターのトルク特性としてエンジン車のように変速不要のため、クラッチトルコン変速機などによるロスはない。将来、インホイールモーターが実用化されれば、モーター→タイヤへの伝達効率さらに上昇する。

回生

ちなみに、xEV回生充電もできるために、ブレーキ時に運動エネルギーICEほど熱に変わらない。

(一方ICEエンジンブレーキを使ったとしてもエネルギーに変えているわけではないので(多少オルタネータの充電制御は入るが)、ブレーキ時には運動エネルギーを熱にしてしまう。せっかく石油を燃やして運動エネルギーを得たのに、そのエネルギーを回収しないで熱に変えるわけ。)

まあxEV回生できるとはいえ回生時にパワーデバイスとかの充電ロスがあるから、実はコースティング回生も何もしない)で空走した方が距離を稼げる。なので、前の信号が赤にかわったときEVに関していえば、ブレーキも何も踏まないで空走状態を維持し、空気抵抗だけで0kmにするのが一番効率が高い。まあ、そんなことしていたらノロノロすぎてウザがられるので、妥協点として回生ブレーキを使ってちょっとはロスするけど、エネルギーを回収しながら止まるってことだね。

ICEだと、エンジンブレーキ積極的に使って、ブレーキを踏まない運転を心がければ良い。やってはいけないのは、Nに入れて空走すること。Nに入れるとエンジンアイドリングを維持するために燃料を消費する。ギアを入れたままエンジンブレーキをかけると、その間は燃料噴射をやめても回転が維持できるので、エンジンは燃料噴射をやめて、実質消費はゼロとなる。)

BEV製造時の負荷は?

製造CO2

バッテリーの製造時の負荷は確かに高い。しかし、製造には電気を使っているので、電力構成によりCO2排出は変わる。つまりグリーンエネルギーを使えば問題なくCO2を減らせると言うこと。

なお id:poko_penマツダのWell-to-Wheel理論を持ち出しているが、あれば古い時代バッテリ製造時のCO2データを使っていて、CO2排出過大評価している。最近テスラLi-ion電池工場では、再エネを利用して製造しているのでCO2は少なくできる。こうした、製造時のCO2排出問題工場や電源構成アップデートしていけば減らせる問題だ。

マツダはBEVよりもICE派で、SPCCI(圧縮着火)とかで頑張ってるからバイアスがかかってるのは仕方ないと思うね。私は内燃機関デザイン周りで頑張るマツダは大好きだけど、SKYACTIV-Xが思ったよりも微妙だったから株売っちゃったわ。)

リチウム採掘

Li-ion電池10%含まれリチウムは、採掘時に水を大量に使ったりする問題はある。ただ、これは「製造時」に限った話であり、内燃機関を使うたび、原油のために油田をあちこち掘り返したり、オイルタンカー座礁して原油を撒き散らしたりするのに比べれば遥かにマシというものだろう。

あと、専門外だけど、海水から抽出する技術研究中とか。

コバルト貴金属

xEVには必要となる貴金属類には依然として供給リスクとか採掘時の「児童労働」とかの問題を孕んでいる。ここら辺は全世界的に解決するしかなさそう。需要が増えれば、世界の目がこう言う問題に向くはずなので、我々技術者はそれを期待するしかない。

地域によるCO2排出量の差

例えば沖縄石炭火力の比率が高いため、EV効率を持ってしてもCO2排出HVとかより高くなる。しかし、それ以外の都道府県ではICEよりBEVの方がCO2が低い。原発が動いていない現時点でもね。

その他xEVとBEVとの比較

HV, PHEV

PHEVはもちろんICEより遥かにCO2を出さないが、BEVには勝てない。ただ、電力構成によっては逆転もありうるが、ほとんどの都道府県ではBEVの方がCO2を出さない。

燃料電池車 (FCEV)

(追記: anond:20200211034316 に FCEV vs BEV効率比較を書いた)

燃料電池車に関していえば、無用の長物と言える。水素製造する場合にも電力が必要だが、まあこれを再エネで行ったとしても、水素輸送タンクに注入する際の水素圧縮時のロスは非常に大きい。その圧縮の際に再エネを使ったとしても、結局そのエネルギーでBEVを充電した方が効率がいいのだ。

そもそもBEVならば、送電線さえあればいいわけで、わざわざ水素のように輸送する必要がない。

また燃料電池化学反応なので、アクセルレスポンスが遅いと言う欠点があり、反応のラグを補うために燃料電池車には結局バッテリーが積まれている。

ただ、航続距離は長いために、俺は現代におけるタクシーとかのLPG車みたいに細々と残るとは思う。航続距離重要トラックバスタクシーなどには燃料電池が使われるかもしれない。

効率以外にも、めんどくさい高圧タンクの法定点検とか、割と問題は多い。水素ステーションは可燃性の水素を貯蔵するわけだからEV充電スタンドよりも法的なめんどくささがあるのも確か。

水素ロータリー

これは燃料電池車より論外。カルノーサイクルに縛られてしまうので、電気分解よりも効率が悪くなる。水素の使い方としては燃料電池よりも悪い。

PHEV, BEVと再エネ

再エネは不安定と言われる。確かに自然相手なので、予測も難しい。しかし将来的にEVが普及すれば、EVバッファとして利用することで、不安定さを吸収しグリッドを安定させられる。

これは再エネを導入する動機にもなる。職場に着いたらEVCHAdeMOを挿しておいて、電力の需給バランスに応じて充電開始、とかが普通になるかもね。

気候

寒さ

BEVは寒さに弱い。リチウムイオン電池特性上、寒くなると容量が可逆的ではあるが減る。そのためテスラにはバッテリーヒーターが搭載されている。(ちなみに、寒いノルウェーでもテスラが爆売れしているし、なんと新車の半分くらいの売り上げがBEVという。もはや寒さは問題ではないのかも?(まぁ優遇政策があるからだけどね))

FCEV寒いと反応が弱まって出力が減るので、そこらへんは考慮されている。

一方ICEも、冬になると燃費悪化するとされる。US DoEによると、理由は、オイルの粘度低下、温度上昇までの暖機、ガソリンの配合が夏と違う(日本でも同じかは謎)など。他には空気密度によるエアロダイナミクス悪化とかがあるがこれはEVでも同じだ。オイルなどが原因となって燃費悪化するのはICE特有だろう。

暑さ

BEVはまた暑さにも弱い。Li-ionは熱によって不可逆的なダメージを受けて、寿命が縮む。そのためテスラにはエアコンを利用する水冷バッテリクーラーが搭載されている。リーフは空冷で、これが問題だったのか、劣化問題でざわついていたリーフオーナーも多かった。今は改善されているらしい。

用語

ソース

URLを多く貼るとスパム認定されるから貼れないけど、US DoEとかCARB、日本だと日本自動車研究所あたりの公開資料を見ればソースに当たれる。

一つだけ、EV vs ICE効率について、13分程度で詳説してある動画URLを貼っておく。英語字幕もないが、割と平易なので、見てみてほしい。論文ソース動画の中でよく書かれている。

製造時の負荷」「化石燃料の発電でEVを使うのは利点あるのか?」「リチウム採掘の負荷」の3つで説明されている。簡単に箇条書きにすると:

https://www.youtube.com/watch?v=6RhtiPefVzM

おまけ&追記

マツダLCAについて

前述のようにマツダEVと自社のICEについて、Well-to-Wheelでライフサイクルアセスメント比較している。その比較におけるLi-ion製造時のCO2排出量のデータだが、2010年〜2013年のデータとなっており古い。しかも、Li-ion製造時のCO2排出量は研究によってばらつきが大きく、いろいろな見方があり正確性があまりないのが現状。また現状を反映していないと考えられる。例えばテスラギガファクトリー」のように太陽電池をのせた自社工場場合などについては考慮されていないのが問題だ(写真を見ると良い、広大な敷地ほとんど太陽光で埋まっている)。

また、マツダ研究バッテリ寿命を短く見積りすぎている点で、EVライフサイクルコストが大きく見える原因となっている。テスラのようにバッテリマネジメントシステムBMS)がしっかりとしたEV寿命が長く、またLi-ionの発展によって将来は寿命を伸ばすことは可能だろう。事実、今まで電極や電解質改善によってサイクル寿命は伸びてきた。

テスラは現時点で最も売れているわけだし、このことを考慮しないのは少々ズルいと言える。

なぜ水素エンジン効率が悪いか ( id:greenT )

"Why Hydrogen Engines Are A Bad Idea" でYouTube検索したらわかりやすいが、噛み砕くと

あと補足すると「エンジン」は爆発によるエネルギーを使っているが、全てを使い切れていないこと。十分に長いシリンダーを使って、大気圧まで膨張させるならエネルギーをかなり取り出せるが、そんなもの実用存在できないので、爆発の「圧力」を内包したまま、排気バルブを開けることになる。この圧力ターボチャージャーで利用することも可能ではあるが、全て使い切れるわけではない。

あーでも、水素エンジンメリットが1つあった。燃料電池(PEFC)は白金必要とするため Permalink | 記事への反応(17) | 01:34

2020-01-07

リチウムイオンから全然進化してないのかよ

俺たちはいつまでリチウムイオン電池を使い続けるんだよ。

ニカド電池からリチウムイオン電池ときて、次もう10年くらい前に来てて良いもんでしょ。

いつ来るのよ!

2020-01-02

anond:20200102173754

塊で成果が出た!というのなら、今革新的研究と言われてるのは全部萌芽的研究、基礎研究を経ていますが。

科学というのはまだわからないもの検証していくという段階を経る以上、塊で成果を確認せねばならず。成果はでている。

IPSもオプジーボ青色ダイオードリチウムイオン電池もな。

2019-12-16

日本に学ぶことは多い」「これから中国時代」、日本人のノーベル賞中国人はどう見るか

本文: 

https://www.afpbb.com/articles/-/3250602

魚拓

http://archive.md/Ktinc

http://archive.ph/7IzGO

10月26日 東方新報2019年ノーベル化学賞(Nobel Prize in Chemistry)は、リチウムイオン電池を開発した旭化成Asahi Kasei Corporation)名誉フェロー吉野彰(Akira Yoshino)氏の受賞が決まった。止まらない日本人ノーベル賞ラッシュに、中国では「なぜ日本人ノーベル賞を受賞し、中国人は受賞できないのか」と話題になっている。

【関連記事】「千と千尋の神隠し」が中国で大ヒット! 18年前の作品がなぜ?の背景

 今月9日に吉野氏の受賞が決まると、中国メディアは速報を流すとともに、「外国籍を含む日本出身者のノーベル賞受賞は通算28人に達し、特に21世紀に入ってから米国に次いで受賞者が多い」と言及ネットメディアを中心に、日本中国をさまざまな角度で比較している。

 まず目立つのは、日本を称賛する分析だ。「日本人ノーベル賞受賞者は、子どもの頃に自然科学に関心を持ち、その体験がその後の研究の支えになっている。子ども好奇心や天性をそのまま伸ばす日本教育の特徴が大きい。中国はかつての科挙制度から現在受験競争まで、詰め込み教育ばかり重視されている」「日本紙幣肖像福沢諭吉樋口一葉野口英世で、政治家でも軍人でもない。学者芸術家尊敬する社会意識関係している」「日本は基礎研究が盛んな一方、中国研究商品開発に結びつくものばかりだ」

 また、「中国国内総生産GDP)で日本を抜き、日本に対し優越感に浸る中国人もいるが、日本総合力、技術力に比べれば中国はまだ劣ることを冷静に認識すべきだ」という意見もある。

 その一方で、「日本ノーベル賞受賞者は今後減少していく」という日本国内の見方も同時に伝えている。日本人研究者の論文発表数や論文引用される数は年々減少し、国際的科学競争力は低下する一方だ。

 ノーベル賞20~30歳代の研究成果が数十年後に評価されるパターンが多いが、日本政府が各大学への補助金や基礎研究費への教育振興費を削減しているため、日本の若手研究者の教育環境は著しく悪化している。2015年のノーベル物理学賞(Nobel Prize in Physics)受賞者の梶田隆章(Takaaki Kajita)氏は「このままでは日本から受賞者は生まれなくなる」、2018年ノーベル医学生理学賞(Nobel Prize in Physiology or Medicine)の本庶佑Tasuku Honjo)氏も「かなり瀬戸際に来ている」と警鐘を鳴らしている。

 そのため、「日本ノーベル賞ラッシュ前世紀の遺産」「中国研究者の論文数・被引用数は米国に次ぐほど増えており、将来は中国人のノーベル賞ラッシュが起きる」という意見もある。

日本に学ぶことはまだまだ多い」「これから中国時代」と対照的意見交錯する状況は、ノーベル賞に限らず、日本経済社会に対する中国見方全般と重なっているようだ。(c)東方新報/AFPBB News

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少し前の記事だけど、この分析は冷静的。一読する価値はある。これみる前からだけど、本当に日本科学研究危機感を持っている。

2019-11-04

anond:20191104113017

新しい技術には絶対時間がかかるよ。30−40年前の基礎技術花咲いているのはある。

だけど、

(1)儲かるのが見えてきてからブーストが弱い。

(2)20年で特許が切れるという考えがない。20年間のうちに特許で守られなくなっても勝てる地盤を作っておかないとならない。

(3)そもそも、今の技術は20−30年前に萌芽が始まったものだけど、もうそんな萌芽なんて日本じゃ生まれない。

儲かるのが見えてきてからブーストが弱いのはiPSだな。

特許が切れて海外勢に席巻されたのは太陽電池リチウムイオン電池

萌芽が日本では生まれようがなくはじめから蚊帳の外なのはAIとか量子コンピューティングな。

2019-10-10

日本人リチウムイオン三人衆の名前を一人しか言えない

誰なの?

こんなに恥ずかしい国にした人達は。

ノーベル賞英語インタビューが始まるからあとにしまーすと言ったところでカメラ切れたの見て思わず唖然としたよ。

本番はそっちでしょ?

会場に向けた英語インタビューこそがノーベル賞において一番盛り上がるところなのに、日本人相手にしたせっまい記者会見がメインみたいにテレビで映すなんて……。

いやー酷いもんだね。

いまどきTV見てるやつのIQなんて90下回っているんだろうけど、それにしたってこんな事を日本中電波がやっているなんてね。

終わってるよ。

終わってないっていうならリチウムイオン電池発明者言ってみろよ!

2019-10-09

リチウムイオン電池の受賞がありなんだったらさー

ソニーウォークマンで受賞とか、ウォズがApple2で受賞とか、そういうのもありなわけ?

かに広く使われてはいるが、リチウムイオン電池ってなんか地味

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