詳細なインタビュー：リチウムイオン電池のパイオニアとの対話

携帯電話、ラップトップ、電気自動車の種類であるリチウムイオン電池は、計算を完全に変えました。これらのバッテリーは、輸送および電力網も変化させています。

現代のリチウムイオン電池の重要な機能のいくつかは、化学の巨人旭化成がいくつかの重要なブレークスルーを開発するのを助けた化学者吉野彰を含め、1980年代に日本で機能するようにさかのぼります。吉野氏の仕事は、炭素とコバルト酸リチウムを使用したリチウムイオン電池の製造に役立ち、当時の標準的なモバイル電池よりも多くのエネルギーを保持することができました。

吉野氏は、科学的貢献により、今月初めに日本国際賞を受賞しました。これは、毎年、国籍を問わず、数人の科学者や発明家に贈られる名誉ある賞です。先週、彼は日本の天皇明仁と皇后美智子が出席した祝賀会に参加し、彼の賞を受賞しました。

式典が始まる数週間前、私は東京の彼のオフィスを通して、70歳の吉野と話しました。これは、編集と翻訳が簡単な会話です。

Fehrenbacher：私が何年も前に研究を始めたとき、二次電池の状態について教えてください。バッテリーはいつ利用できますか？

吉野：35年前の1981年に電池の研究を始めました。当時、二次電池の移動に使用できるのはニッケルカドミウム二次電池でした。

Fehrenbacher：なぜバッテリーで動くのですか？

吉野：携帯ラジオなどの比較的小さな電子機器の充電に使われていました。

Fehrenbacher：リチウムイオン電池の飛躍的進歩を発見した理由は何ですか？炭素とコバルト酸リチウム、および電池の設計ですか？

吉野：1981年の電池はニッケルカドミウムだけでした。しかし、当時の研究開発活動は小型電池の普及に非常に積極的でした。しかし残念ながら、これらすべての研究開発努力は失敗しました。

これは、アノードに使用される材料に関連する問題に関連しています。研究プロジェクトは完全にバッテリーに焦点を合わせていません。それは、電流が流れることができるポリアセチレン[導電性ポリマー]の研究から始まります。リチウムイオンが通過できる材料であるため、二次電池用のアノードを開発することができます。

アノード付きのポリアセチレンで作られた電池を開発するために、カソードに適していて利用できる唯一の材料はコバルト酸リチウムです。この開発は1983年に達成されました。

しかし、私たちは評価と研究を続け、最終的にはアノード材料をポリアセチレンではなくカーボンに置き換えます。これが今日のリチウムイオン電池の開発方法です。

Fehrenbacher：リチウムイオン電池の詳細を知らない読者のために、これらの詳細は電池で何をしますか？

吉野：この画期的な成果の最大の成果は、小型軽量のバッテリーを開発したことです。

この大きな成果の背後にある理由は、バッテリーの高電圧に関連しています。リチウムイオン電池の場合、その電圧は4.2ボルトです。ただし、ニッケルカドミウム電池の場合はわずか1.2ボルトです。これが私たちが達成した主なまたは最大の利点または成果であると言えます。

Fehrenbacher：今日のリチウムイオン電池市場を見たとき、その開発が非常に素晴らしいことに驚いていますか？これらのコアブレークスルーに基づくコンピューターや携帯電話にとってそれは非常に重要ですか？

吉野：1985年にこの電池の研究開発を進めていた頃、電池の市場はカメラでした。

カメラの市場規模は月に約100万個のバッテリーです。当時、これはとても大きな市場だと思っていました。

レコーダー市場向けのカメラの総需要で現在利用可能なバッテリーは、バッテリー市場全体のわずか0.2％を占めています。これは、当時私たちが想定していた市場が実際に500倍になったということです。

Fehrenbacher：今日見ているバッテリーの研究は、次世代のバッテリーにとって特に興味深いものですか？

吉野：ここ数年、全固体電池の分野で大きな飛躍を遂げました。

全固体電池の利点は、出力性能と低温性能の期待に比べて優れていることが証明されていることです。

科学的な観点から、私たちは現在、リチウムイオン電池の動作の基本に関心と研究を行っています。

Fehrenbacher：化学者になり、エネルギー貯蔵で働くようになったきっかけは何ですか？

吉野：小学校の先生から理科の最初のインスピレーションを得ました。先生は私に化学についてたくさん教えてくれた化学者です。彼はまた、この分野で重要な読み物と考えられている「キャンドルの化学史」というタイトルの[マイケル]ファラデーの本を読むことを提案しました。

Fehrenbacher：科学、化学、電池技術に興味のある若者に何かアドバイスはありますか？

吉野：今日の社会はインターネットを中心に展開しており、多くの情報に直面しています。

若い人たちは、すべてが発見され、解明されているため、自然科学には探求するものが何もないと誤解する傾向があります。しかし、私は現実は反対だと言います。自然科学の全分野において、人間が明確に表現しているのはそのほんの一部にすぎません。

Fehrenbacher：バッテリーの発明に加えて、あなたの人生のインスピレーションの源は何ですか？

吉野：科学以外で特に興味があるのは歴史です。私が歴史に興味を持っているのは、過去に起こった出来事が関係しているからです。つまり、すでに答えがあります。

したがって、歴史を研究すると、この答えを実装する方法がわかります。この点で、歴史や科学と科学の発展の仕方に関して、あなたには多くの共通点があると思います。

Fehrenbacher：日本の授賞式はもうすぐです。興奮していますか？あなたの計画は何ですか？

吉野：はい、このイベントを楽しみにしています。私は彼の日本王室が出席する壮大な夕食会に招待されました、そして私は彼の隣に座ることができて幸運でした。

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