【エネルギー】世界を変えるガリウムヒ素系太陽電池、見えてきたコスト1/200の道筋[11/22]
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2019/11/22 05:00
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ガリウムヒ素（GaAs）系の超高効率太陽電池はこれまで、変換効率はSi系太陽電池の2倍近くと高いが、製造コストが高価なため、人工衛星など限られた用途にしか使われていなかった。今、コストをこれまでの1/200に低減する技術開発が進展している。街乗り用EVが必要とするエネルギーの大半を太陽電池で賄えるなど、エネルギー問題のゲームチェンジャーになりそうだ。
1日数十kmの街乗りであれば太陽電池だけでEVが走る─。そんな世界の到来が急速に現実味を帯びてきた。
ここにきて、ガリウムヒ素（GaAs）系の超高効率太陽電池を車体に1kW分前後と大量に貼り付けた4人乗り前後の乗用車の開発例が急増している（図1）。中国Hanergy Mobile Energy Holdingは米国のGaAs系太陽電池メーカーである米Alta Devicesを2013年に買収。その技術を利用し、2016年に4種類のコンセプトカーを発表した。1日の太陽光による充電で80km走るクルマや、太陽電池パネルが可動式で駐車時などはフロントグラスを覆う一石二鳥のクルマなどである。
2021年にも実用化が始まる
実際の製品も登場してきた。もともとは大学発ソーラーカーチームだったオランダLightyearは2019年6月、高効率太陽電池を搭載したEV「Lightyear One」を開発し、予約販売を開始した。納車は2021年の予定だ。太陽電池に加えて空力特性の高さが特徴で、推定60kWhの蓄電池で725km、太陽電池も併せると約800km走行できるとする。電費は12k〜13km/kWhと非常に高い。
動きは海外ばかりではない。新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）とシャープおよびトヨタ自動車は2019年7月、トヨタの「プリウスPHV」にシャープのGaAs系太陽電池（約860W分）を貼り付けたクルマを発表した。計算上は1日分の太陽光充電で50km前後走るが、これを実証する走行試験を2019年度末まで続ける。
1日の充電で2日分超走れる
一般に日本の自家乗用車の走行距離は、国土交通省の2004年の調査で1日平均約29km。2015年のソニー損害保険の調査でも、自家乗用車の6割は1日平均19kmしか走っていない。こうしたクルマは、2〜3日のうち1日晴天であれば、超高効率太陽電池の発電分で走行に必要な電力の大半を賄えることになる。
追加費用は約1000万円？
これらの数字を見ると良いことづくめだ。しかしこれまで普及していないのには理由がある。GaAs系太陽電池の価格が非常に高いのである（図2）。価格は1W当たり約5000〜2万円。一方、大規模太陽光発電システム（メガソーラー）などに用いられているSi系太陽電池は同50円前後であることから、実に100〜400倍になる。乗用車1台に実装する1kW分のGaAs系太陽電池セルは、500万〜2000万円する計算だ。
(続きはソースで) まあガリウムはレアメタルだし、産出の9割は中国が握ってるしね しかしこれ、肝心のコスト1/200をどうやってやるのかが
分からんままやね
あまり特に技術的なブレイクスルーがあったようでもないし ＥＶのルーフにガリウムヒ素系太陽電池を搭載すれば一日50ｋｍはただで
走れるのか、 太陽電池の効率化が進むと太陽電池税なんてものができてくるんだろな ガリヒ素が高いのは原料そのものよりも廃液処理の問題だろ >>6
雪積もったら危険だから車は出さないw
隣家のランクルは雪が積もると出ないぞ モジュール効率が３０％なら
１メートル四方のパネルが３枚で900Whか ガリウムもヒ素も人体に凶悪なんだが
人権無視の国でしか廃棄できない 大昔、大学の半導体授業で、ガリウムは電気的特性がシリコンよりいいけど、
地球上の埋蔵量が少ないので値段が高いと聞いていたが・・・ >>7
日経エレクトロニクス最新号によると
ウェハー剥離とか成膜速度向上などプロセス技術改良で1/20
量産で1/10だったかな…大きな本屋で立ち読みできる
狭い日本ではパネル効率がせめて20%以上ないとな 危険な重金属、危険な硫酸、危険な引火性の危険物を積んだモノが
目の前走り回って事故ってるけどな ゲームチェンジャーになり得るのは発電でなく蓄エネルギーのブレイクスルーだが 新エネルギー・産業技術総合開発機構ねえ…
ロードマップって事は今はまだ、ただの絵餅って事でしょ 車なんて寿命短いからダメだろ家の屋根につけてそこから車に給電 >>24
それ今と変わらんやん
ガリウムヒ素系太陽電池である必要ないやん シリコンみたいに資源が豊富じゃないと、普及は難しいと思うが。 ガリウム産出は中国が92%を占める
第3位の日本は1%に過ぎない
だけど、消費としては日本だけで世界の44%も使ってる
というアンバランスさ >>27
使いみちを開発したかどうかの話にすぎないからね
代替の金属を見つけるのも比較的簡単だろうけど、そのままガリウム使うほうが面倒がないだけという面もるだろうし
さほど重要でない物質なら、その程度の偏りはよくあること
特に問題のあることでもないし いや、この程度の「改善」なら中国企業だって
やってくるでしょ
そうなれば産出国が圧倒的に有利じゃん
代替材料が簡単に見つかるってのは虫が良すぎる >>29
ガリウムの消費が日本だけで44％って自分で書いてる時点で気付けよ
日本のガリウムの使用先なんて、ごくごく過渡期の、たまたま研究でひとまず見つけた方法で、その方法ではガリウムを使用するものだった、という程度のもの
研究を続ければ続けるほど、近い効果や超える効果の代替が見つかるものだ
そうでもないと、世界中で使われてるはずだろうに ガリウムが用いられてる製品はさっと挙げて、ディスプレイ、携帯、照明、
レーザーダイオード、パワーアンプ、低融点合金など
そしてもちろん太陽電池ね
立派に産業に不可欠な材料だが？
よくまあ無知で言えたものだね
代替材料の探索はそれこそGaAs太陽電池が開発された半世紀前から
行われてる
それでもまだ見つかってないのが現実だったりする >>2
本気でアメリカが中国潰しにかかったりしてｗ 効率半分のシリコン太陽電池でも25km走るなら日本では充分じゃね？ >>5
だよね、こんなもん大量に生活圏内にあふれた日には >>1
トイレットペーパぐらいの
面積で同じ値段になれば
世界が変わるのに。
がんばれ。 ガリひ素とか（太陽電池ではなじみがないけど）さらに高性能なインジウム燐なんかは
本当に航空宇宙軍事がほとんどだわな
むかし、シリコンの微細化が進む前に数値風洞っていうスパコンがガリひ素で作られたことがある 格安シリコン太陽電池を家に設置してEV車に充電でいいだろ
無補給で日本一周とかじゃないならクルマの屋根に載せる必要はない >>32
何を言ってるのかわからんが
今でもガリウムは青色LEDの原料だよ 産業廃棄物で砒素が漏れ出さなければいいんだけどね。 >>54
あやしいリサイクル業者が山中に投棄
しらないの？ >>52
とっくに酸化亜鉛に切り替わってるよ
クリスマスのイルミネーションに窒化ガリウムなんて使うわけないじゃん 宝の山を投棄するとはよほどのバカだな
それとも55が頭おかしいだけかな >>16
ヒ素は分かるけどガリウムの毒性ってソースあったっけ？ >>58
いわゆる一般物というレベルの毒性
歯の詰め物として水銀の合金であるアマルガムの代わり使うくらい ガリウムの毒性が劇薬以上という話ならデマですな
否定するならソース示せと
ヒ素は猛毒だけどね 窒化ガリウムや酸化ガリウムも半導体素材として使われてる >>57
>>55は
シリコン製とガリヒ素製違いも分からない脳弱だから >>55のような物の区別の出来ない人っているよね
いわゆるクソミソ一緒っていう 電気自動車のエネルギー源として最有力視されているのは
道路太陽光発電。
特に日本は道路舗装率が100%で全国津々浦々まで立派な道路が張り巡らされており
世界でも有数の候補国といえる。
仮に日本の全道路面積で太陽光発電した場合、EVばかりか日本の全電力需要をカバーできる。
正に夢の発電なのである。
実現も容易だ。道路は公共物で買収費用がいらない。
道路に設置するには太陽電池パネルに２０ｔもの耐加重が必要だが日本は強化ガラスの製造技術を持っている。
さらに道路なら国交省の予算でメンテナンスできる。
道路発電が実用化されればEVは重い電池を搭載する必要がなくなり小型化、軽量化で
さらに燃費効率もUPできる。
給電方法は無接触の電磁誘導が効率は落ちるもののEVを走らせるだけなら十分であり利便性が高い。
道路太陽光発電を採用すれば日本の未来はバラ色だ。 これ廃棄された発電池処理するのがまたとんでもね〜環境負荷かかりそうだな アルミでコンピュータメモリを省電力化する
〜アルミ酸化膜を用いた新しい不揮発性メモリの動作メカニズムを解明〜
https://www.nanonet.go.jp/ntj/topics_ntj/?mode=article&;article_no=4948 >>22
極秘だが、世界最先端の自衛隊では既に水で走る車両がある >>64
ガリヒ素は昔から使ってる名前だろ 何言ってるんだ? もくろみ通りコストダウン出来るとエエな
国土の狭い日本では特に有効な技術や >>68
ガリウムと同族のアルミニウムにそんな使い途があったのか リンク記事の図を見ても分かる様に材料コストではなく
製造プロセスコストが高価やったんやが
いくつかブレークスルーがあったという事やな 仮に、今のCPUやメモリ（DRAM)などのデバイスをシリコンを辞めて
ギャップ電圧の高い別の半導体に切り替えたら、そうしていまよりも
ずっと高電圧でかつ低電流でもって高速にスイッチイング動作をさせ
たなら、CPUなどの電力消費は減るということになるのだろうか？ >>77
電圧２倍で電力４倍になるので
相当低電流じゃないと無理なので
相殺されてダメだろうと思う
それより低電圧で動くゲルマニュウム何とかした方がいいと思う 日本は原発より
こっちに力注いだほうがよかったのかな >>79
やった方がよかったのは少子化対策。
1.3億人いるんだからどちらもやればいい。
人口がもっと少ないと博打をやることになる。
人口を減らさない方がいいのだが子供は減りっぱなし。 >>79
それは結果論というもの
基礎研究は数を沢山撃って、芽が出たものに集中投資
何が物になるかは誰にも分からない 近代現代日本の歴史はエネルギー政策に右往左往されてるからなあ グレタはまじでいいね
顔でわかるキチガイとして剥製にするべき >>1
＞自家乗用車の6割は1日平均19kmしか走っていない
いや、普段ほぼ乗らずに１ヶ月に１回600kmの旅に出てる場合は大丈夫なのか？ >>82
その割にエネルギー政策、戦略に無頓着やけどな >>85
そういう遠出には60kW急速充電を使う前提だろう
725km＋570km＝1295km
＞急速充電により、1時間以内に最大570kmのエネルギーを充電できます まあ環境過激派の試金石だな
過去の例で言えばクリスタルガラスはなんら規制されないのに
同じ鉛ガラスのブラウン管はその末期になって環境負荷が認定された
エネルギー密度が低いから大質量を回さなきゃならんので利権の温床になるリサイクルシステムを導入すれば
中抜きも膨大になってコストアップで普及にブレーキがかかる
さてどうなるか？ だん吉は昼間充電して夜に走るようにすれば、海外でのソーラーカーネタのように前後左右にも付けたパネルを太陽の方に向けて充電ってできたのにな 超危険な水素と超猛毒の酸素の化合物が家に大量にある
超危険なナトリウムと猛毒の塩素の化合物も ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
