サイエンスとイノベーションとのつながり―革新電池における基礎研究への期待―●Hideki IBA

射場英紀 トヨタ自動車（株）電池研究部 部長
プラグインハイブリッド車は，住宅などの電源から「風吹けば桶屋が儲かる」にみるロードマップの要諦

車両に搭載された蓄電池に充電することにより，従来「風吹けば桶屋が儲かる」ということわざは，ある事のガソリンのみを給油するハイブリッド車に比べて一象の発生により，一見すると全く関係がないと思われ次エネルギーの多様化に対応できるとともに，CO2 のる所・物事に影響が及ぶことの喩えに用いられる。大排出やエネルギーコストの低減も期待できる。プラグ

風が桶屋のビジネスにつながるロードマップを描いてインハイブリッド車においては，蓄電池の容量が大きみると，そこには何段階ものステップがあり，その中ければ大きいほど電池による走行距離が増え，CO2 のには，猫の皮で製造される三味線が売れるというよう排出量やエネルギーコストが小さくできる。

な大きなストーリー展開もある。また一つ一つのステ電気自動車は，古くからフォークリフトやゴルフカップは，例えば，鼠の大量発生につながるほどの三味ートなどで実用例があるがいずれも一充電での走行距

線の生産量はいったいどれくらい？というように，離が短く，普通乗用車に大量普及させるためには蓄電

その事象のレベルがたいへん大きくないと次のステッ池の性能向上による航続距離の延長が最大の課題であプにつながらないものばかりである。

る。

サイエンスがイノベーションにつながるプロセスも以上のように，ハイブリッド車や電気自動車におい同様に，なるほどというストーリー展開，それと数多て蓄電池はいうまでもなくコア技術であり，電池の革くのステップ，その一つ一つのステップには大きなブ新がそのまま自動車の革新につながるといっても過言レークスルーを必要とするものが多い。

ではない。

その一つの事例として，地球環境問題への対策としての二酸化炭素排出量低減やエネルギーの多様化とい「佐吉の電池」におけるビジョン

う社会への課題に対して，①自動車という製品がどう

豊田佐吉翁は，トヨタ自動車株式会社の母体となっ貢献し，②その構成部品としての革新電池に対する期た豊田自動織機の創始者である。1925 年，佐吉翁は当待，③そしてその電池の機能を創出する新材料，④そ時 100 万円の賞金をかけ，ガソリン以上のエネルギーれらを生み出す土壌としての基礎研究について考えて量の蓄電池の公募を行っている。いうまでもなく「佐みる。

吉の電池」は 80 年以上経過した現在でも実現していないが，そのビジョンは現在社会でもそのまま適用できサステナブルモビリティによる社会への貢献るものである。

持続可能な社会を実現するためには，化石燃料の消電気自動車は，「佐吉の電池」が求めるエネルギー量費が少なく二酸化炭素（CO2）の排出の少ない自動車の 5 分の 1 程度で航続距離が延長でき，極めて実現性が必要である。そのために車両の小型・軽量化やエンが高まると考えている。しかしながら現状のニッケルジンの低燃費化など，多くの取り組みが行われてきた。

水素（Ni-MH）電池や，リチウム（Li）イオン電池では，ハイブリッド車は低燃費と走行性能の両立という観その理論容量でもこのエネルギー量には及ばない。こ点から，1997 年のプリウスの発売以降，車種と台数をれまでの蓄電池の開発経緯が示すとおり，画期的にエ増やしてきている。現在のハイブリッド車はガソリン

ネルギー量の大きい電池の開発のためには新しい原理を給油して，電池との間での効率的なエネルギーのやや材料が必要不可欠である。電池は電極と電解質が基りとりをすることにより低燃費を実現している。

本構成である。現在考えられる電池の新原理として

CHEMISTRY & CHEMICAL INDUSTRY │ Vol.67-1 January 2014005

は，電解質を従来の液体から固体にした全固体電池

研究シーズとエンジニアリングによる開発ニーズの両や，電極に金属をそのまま用いる金属空気電池などが方を理解する目利き人材が期待されるが，なかなかそその候補だが，実現のためには課題も多く，長期の研ういう人はいないのが実情である。これを解決するた究によるブレークスルーが必要である。

めに，革新電池研究の RISING プロジェクト（NEDO）
では，極めて基礎的なフェーズでも，自動車メーカー革新的機能の新材料によるブレークスルーと電池メーカー各社，そして大学の研究者が京都大学

このブレークスルーのためには，サイエンスに基づの拠点に集結し議論を重ねることにより，本当に役立く創造的・萌芽的な研究が不可欠と考える。このようつ基礎研究と人材育成が進んでいる。

な研究は内容の学術レベルが高いだけでなく，長期のこの他にも，電池研究において，JST や NEDO がマ研究期間が必要でかつ成功確率も小さいため民間企業ネジメントを行う国家プロジェクトは数多く推進されが単独で行うことは難しく，大学や公的研究機関でのていて，特に基礎研究フェーズで多くの成果が得られ研究と産学連携によるその成果の受け渡しに対する期ている。しかし，民間サイドでその成果を知らなかっ待が大きい。

たり，プロジェクト間で連携が図られていなかったり上記のような新型電池の研究においてブレークスルするケースが散見される。

ーが最も期待されるのは革新的な機能をもつ新材料でそこで，冒頭に述べたようなサイエンスからイノベある。例えば，全固体電池の研究であれば，世界最高ーションにつながるロードマップを作成し，その中で性能の固体電解質を用いることにより，開発課題であ自らがどの部分を研究していて，どのマイルストーンる電池の出力向上に直接的につなげることができる。

を目指しているのか？

また負極にリチウムを用いた金属空気電池であれば，にそれを誰が受け取ってくれるのか？

正極の触媒や電解液との組み合わせにより従来難しいプロジェクト間でマネジメントすることが成果の活用といわれてきた充電反応も実現できる。これらはいずと研究の促進につながる。

マイルストーンを実現した時ということをれも大学における基礎研究から生み出された新材料を材料の研究開発の場合，当初考えていない目的や結ベースに革新電池の研究開発を開始できた事例である。

果から生まれるいわゆるセレンディピティによるといわれるものが多い。ただ，このような事例は，多くのロードマップの共有による基礎研究の活用・展開

目的や用途を理解しているからこそ思わぬ結果がでた

このような革新的機能をもつ新材料を生み出す土壌

場合にも応用できるのであって，ただ単に運がいいかとして多くの基盤技術が整備されてきている。放射光どうかの問題ではない。

や中性子による材料の微細構造解析，収差補正走査型

このようなセレンディピティをマネジメントするこ

透過電子顕微鏡による微細構造の原子レベルでの観とは極めて困難だが，多くのロードマップを複数の研察，京コンピューターに代表される計算機を用いた材究グループやプロジェクト間で共有することでセレン料設計など多くの手段が，内閣府，文部科学省，経済ディピティにつながる気付きのきっかけにできる。

産業省などのプロジェクトを中心に整備されてきた。

これまで述べたような，ひとつひとつの取り組みのこれらを用いた解析手法は，電池の研究分野でもた積み重ねが，研究全体の発展，さらには日本の競争力いへん有力で，材料のナノオーダーでの詳細構造が理解できることによって，新機能の発現メカニズムの解明や新規の材料の設計に活用されてきている。
その反面，材料の詳細な構造が説明できても，それがなかなか新機能に結びつかないケースも多い。これ
らのギャップを埋めるためには，サイエンスに基づく

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化学と工業 │ Vol.67-1 January 2014の強化につながることを期待したい。
Ⓒ 2014 The Chemical Society of Japan

ここに載せた論説は，日本化学会の論説委員会が依頼した執筆者によるもので，文責は基本的には執筆者にあります。日本化学会では，この内容が当会にとって重要な意見として掲載するものです。ご意見，ご感想をお寄せ下さい。
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