驚異の原子力電池、次世代蓄電池の本命となるか
10/26(月) 20:21配信
・ ポストリチウムイオン電池の有力候補として原子力電池に注目。長寿命という特徴を生かした開発が進められている
・ 放射性物質が崩壊した時に得られる熱などを熱電変換素子などによって電気に変える
・ 英国や米国のスタートアップ企業は量産化に向けて開発を急ピッチで進めている
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ポストリチウムイオン電池（LiB）の有力候補として全固体電池、リチウム硫黄電池、
ナトリウムイオン電池などが挙がっているなか、密かに注目されているのが原子力電池だ。
この技術自体は真新しいものではなく、1970年代から宇宙探査機、人工衛星、ペースメーカーなどに採用されてきた実績がある。最大のメリットが100年以上という長寿命で、2万年以上を目指している開発チームもある。
また、充電が不要なことから充電設備もいらないほか、メンテナンスも不要。
ただし、プルトニウムなどの放射性物質を採用することから破損した場合のリスクが高く、普及が進んで来なかったのが現状だ。
一方、昨今では欧米スタートアップを中心に事業化に向けた取り組みが加速している。原子力電池は、放射線電池、アイソトープ電池、ラジオアイソトープ電池とも呼ばれる。
原理は、放射性物質が崩壊した時に得られる熱などを熱電変換素子などによって電気に変えるもの。
放射性物質はα崩壊、β崩壊、γ崩壊により、それぞれ熱、電子、電磁波などを放出するが、このうち熱を出すα崩壊を利用する。
α崩壊は高いエネルギーを持つものの、物質への透過力が低いことから薄い構造体で遮蔽できる。加えて、放射性物質は放射性同位体である必要があり、また、長い半減期であることが望ましい。
具体的には、これまでプルトニウム238、ポロニウム210、ストロンチウム90といった放射性同位体が使われてきた。
うち、プルトニウム238は半減期が87.7年と長いことから宇宙探査機などで初期から採用されてきた。熱電変換素子は、熱をかけると電気を発生させるゼーベック効果を利用する。
太陽電池と同様、N型半導体とP型半導体で構成されるダイオード構造が一般的だ。
仕組みとしては、熱をかけられた側のN・P型半導体で電子やホールが発生し、これらが反対側に集まり、外部回路を通して合わさることで発電する。https://news.yahoo.co.jp/articles/ce817bb4e3d42ec9beb8a32fa869cff397881d6c
核廃棄物からC14を抽出一方、IoT化や自動車の電動化などが進むなか、原子力電池は再び脚光を浴びている。
注目されている1社が英アーケンライト（Arkenlight、英ロンドン）だ。同社はブリストル大学のトム・スコット教授らの研究グループが
ダイヤモンド電池の実用化を目指して設立したスタートアップだ。同社は当初、ニッケル63を使ったダイヤモンド電池を開発し、その動作を実証した。その後、より効率の高いC14に取り組んできた。
特徴的なのは、原子炉の減速材に使われる核廃棄物であるグラファイトブロックからC14を抽出する点。
同社によると、グラファイトブロックの表面にはC14が集中しており、熱処理によりC14を気体化し、
それを減圧・高温下でダイヤモンドに形成できるという。また、ダイヤモンドとなったC14の外側を、放射線を出さないダイヤモンドで包むことで、
放射線を外に出さない工夫をしている。英国では累計9万5000tのグラファイトブロックが積み上がっており、これらを有効利用できるとしている。一方で、短所は出力密度が低い点。従って、電動車などの高出力用途には向かず、もっぱらIoTデバイスやペースメーカーといった省電力デバイスが中心になる。
同社は24年の量産化に向けて製造プロセスを確立中。なお、γ崩壊を利用した原子力電池の開発も進めている。
米スタートアップのNDB（米カルフォルニア州プレザントン）も核廃棄物から抽出したC14を利用したダイヤモンド電池「Nano Diamond Battery」を開発している。
今年9月、同社はローレンス・リバモア国立研究所およびケンブリッジ大学それぞれと実証実験を行い、
いずれも充電効率40％を達成したと発表（従来は15％）。カギとなったのがCVD（化学気相成長）などによる高純度化プロセスで、これにより出力を上げることに成功した。
なお、ダイヤモンド表面にPVD（物理気相成長）でダイヤモンドを被覆することで放射性物質を外部に出さない構造としている。用途としては宇宙探査機、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を想定している。
スマホで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年を目指している。
同社は商用品のプロトタイプを開発中で、年内にも顧客に提供していく予定だ。https://news.yahoo.co.jp/articles/ce817bb4e3d42ec9beb8a32fa869cff397881d6c?page=2
- 一方で、短所は出力密度が低い点。従って、電動車などの高出力用途には向かず、もっぱらIoTデバイスやペースメーカーといった省電力デバイスが中心になる。
はい。
- 私用者本人の生体エネルギーを使う方が
安全かつ安心なんじゃない？寿命の問題も使用者の寿命と同一だから
実質一生ものだし - 日本にはもう日本原電がある
原子力電池のトップメーカーだろ？ - ソ連で似たようなのやって、結局、国がコケて放置する羽目になり、泥棒が盗んだりして環境汚染引き起こしてるのに…(´･ω･`)
人間、歴史から学ばんもんやね(´･ω･`) - Falloutかよ
- 空気バッテリーとかの方が夢がある
- ガンダムかよ
- ケンモメン的にはMMRのカッシーニがアンゴルモア大王だった説でおなじみの原子力電池
- ワイヤレスヘッドホンとか充電するのが手間だからよくね？
- 米中対立に原子力電池とか 凄い勢いでFalloutの世界に近づいてるな
- 汚い爆弾作り放題じゃん
- ＞プルトニウム238は半減期が87.7年と長いことから宇宙探査機などで初期から採用されてきた
既に実用化してんの？
- >>14
昔からあるぞ
というかもはや忘れられた技術に近い - >>14
されてるよ(´･ω･`)
アメリカが木星より外側に飛ばす探査機の殆どは、プルトニウムやウランの崩壊熱を使う原子力電池を積んでるよ(´･ω･`) - 胸に埋め込んで爆発したらどうすんだよ
- アメ公がロシアからPu238取り寄せていた事もあったなんて悪い冗談かと思った
- ガリガリいいそう
- 何十年も持つなら
その間に外装が傷んで
大変なことになりそう - ベクレてしまうやん
- 探査衛星ボイジャーの原子力電池が今も動いてるんだもんな
- 落として破損したらどうなるの？
- RADを受けるとエネルギーが回復する
- こんな馬鹿な記事誰が書いてんの
- 世界中に供給できるほど産出しないだろ
- 安い中華製原子力電池が流行ったと思ったらシールドが不十分で放射線が漏れてたり
放射性物質が飛散する事故が起きる所までは分かった
【次世代電池】原子力電池の開発が急ピッチで進行中、近い将来スマホや電気自動車は充電不要になる世の中に
嫌儲
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