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» 2007年09月27日 16時49分 公開

「バッテリー」――リチウムイオンから燃料電池へデジモノ家電を読み解くキーワード

何気なく利用しているバッテリーだが、この存在ひとつでデジタル家電の機動性は大きく変わる。しばらくはリチウムイオンが主流だが、燃料電池へシフトする可能性は高い。

[海上忍,ITmedia]

 ふだん何気なく利用しているバッテリーだが、デジタル家電の機動性を大きく左右する重要な部材だ。今回は、やがてリチウムイオンから燃料電池へ主役が変わるという仮定のもと、デジタル家電のバッテリーについて考えてみたい。

現在の主流はリチウムイオン電池

 広義のバッテリーは、その性質によりいくつかの種類に分けられる。大分類としては、化学電池と物理電池、生物電池などがあるが、現在我々が目にするいわゆるバッテリーのほとんどは、化学エネルギーを電力に変換する化学電池だ。化学電池は使い捨ての「一次電池」と繰り返し充放電可能な「二次電池」に分類され、デジタル家電やPCに搭載されるバッテリーとは、後者を指すことが多い。

 二次電池の電解質として使用される素材は、デジタル家電の分野では「リチウムイオン」(Li-ion)が主流だ。1990年代後半に実用化されて以来、そのエネルギー密度の高さ、すなわち“小型ながら持ちがよい”ため急速に普及した。継ぎ足し充電を繰り返すと容量が減少したように見えるメモリー効果が小さいことも、ニッカド(Ni-Cd)やニッケル水素(Ni-MH)にない利点といえる。

 ただし、欠点がないわけではない。過充電すると破裂する危険があるため、保護機構の装備が必須であり、電力を蓄えておく部分(電池セル)と保護機構をセットにした電池パックの形態でしか流通させることが難しいのだ。単三形/単四形乾電池の形状をした市販の二次電池に現在もニッケル水素が採用されているのは、このリチウムイオンの特性によるところが大きい。

次の主役は燃料電池

photo 昨年10月に行われたCEATEC JAPAN 2006で東芝が展示していたダイレクトメタノール型燃料電池(DMFC)

 しばらく二次電池の主役素材として君臨しているリチウムイオンだが、より駆動時間が長く低コストな「燃料電池」への注目度が高まっている。燃料電池は自動車のエネルギーとしても研究が進められているが、デジタル家電やPCでも実用化される見込みだ。

 燃料電池とは、水素やエタノールなどを燃料として電力を得る発電機関のこと。CEATEC JAPANなどの見本市に展示された試作品の多くは、メタノールを燃料とする「DMFC方式」を採用、見るかぎりかなりの完成度に到達している。リチウムイオンの数倍ともいわれるエネルギー密度を持つことから、実用化されれば一気にバッテリーの主役となる可能性を秘めている。

 ワンセグ視聴や地上デジタルラジオなどの新サービスが急速に普及している携帯電話は、そろそろ真剣に代替のバッテリー素材を探さなければならない時期がきている。ただし、メタノールの流通を容易にするための法整備など、クリアしなければならない課題が山積みのため、燃料電池の実用化にはあと数年かかりそうだ。

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