物理学者ザビーネ・ホッセンフェルダーのバッテリー・ハイプサイクル – LFPバッテリーは実在しない｜AGIに仕事を奪われたい
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あなたは気づいたでしょうか？私が最近、新しい電池技術について話さなくなったことを。それは何も起きていないからではありません。毎週約20件のプレスリリースがあります。どれも素晴らしいブレークスルーと言われています。しかし、その後それらについて聞くことはありません。だから私はそれについて話すのをやめたのです。
ところが先日、電池技術のハイプサイクル（誇大宣伝の周期）に関する研究を見つけ、それが物事を正しく理解するのに役立ちました。見てみましょう。
ハイプサイクルは単なる言葉ではなく、1995年にアメリカのIT企業ガートナーによって導入された半科学的な技術評価ツールです。そのアイデアは、ある技術がどれだけの注目を集めるか—その可視性—を時間の関数として見ることです。技術の初期の可視性は興奮によって推進されますが、その技術が実用化するほど十分に成熟していない限り、その興奮は薄れていきます。
ハイプサイクルは、初期の興奮と成熟の両方を組み合わせています。それには5つの異なる段階があります。最初のきっかけ、熱狂のピーク、幻滅の谷、啓発の坂、そして生産性の安定期です。まるで私の新年の抱負を経験するような道のりです。1月の熱狂のピーク、2月までには幻滅の谷、そして運が良ければ12月までに生産性の安定期に達します。
ある技術は成熟する前に何度かの熱狂のピークを経験することがあります。例えば人工知能は、ちょうど4回目の熱狂のピークを通過し、手の指の数に関するわずかな幻滅を除いて、生産性の段階に入りました。
核融合もこれまでに少なくとも2回の熱狂のピークを経験しています。最初のピークの後、1990年代に冷核融合の熱狂がありました。3回目の核融合ハイプサイクルはまだピークに達していません。なぜなら、新しい核融合スタートアップが成果を出すかどうかを見るにはさらに数年かかるからです。私たちがついに生産性の段階に到達することを願っています。
さて、ハイプサイクルの仕組みはこういうものです。では、電池についてはどうでしょうか。電池技術は日に日に重要性を増しています。なぜなら、私たち全員が電気自動車を運転することになっており、また断続的な供給源からの再生可能エネルギーを蓄えるために電池が必要だからです。現在最も広く使用されている電池はリチウムイオン電池です。
その主な問題点は、かなり重いことです。より正確に言えば、例えば化石燃料のように質量あたりのエネルギー貯蔵量が少ないのです。専門的に言えば、エネルギー密度が低いのです。ですから、新しい電池に求められる主なことの一つは、より高いエネルギー密度です。しかし、これだけが求められていることではありません。
エネルギー密度の他に、私たちは電池がエネルギーを素早く供給できることも求めています。それがパワー密度です。何千回も確実に充電できることも必要です。環境に優しく、堅牢で耐久性があり、安全で、そして最後に安価であることも求められます。
これは長いリストであり、だからこそ多くの電池に関する見出しが登場しては科学ニュースの墓場に消えていくのです。一つのことを改善する方法を見つけても、別の点で失敗することがあるからです。まるで税金の申告もできるユニコーンを探しているようなものです。
電池技術のハイプをさらに混乱させているのは、科学者たちが新しい化合物だけでなく、新しい技術や新しい製造方法も探し求めていることです。そのため、電池技術はナトリウムイオン電池からシリコンアノード、全固体電池、高速積層のような製造方法まで、あらゆるものを含む混合物となっています。後者は世界レベルのジェンガのように聞こえますが。
新しい論文では、それらの電池をすべて市場投入までの潜在性と予想時間によって分類しています。これが彼らの要約です。彼らは今後数年間にいくつかの革新的な技術が登場すると考えていることがわかります。
まず、リチウムイオン電池のシリコンアノードがあります。一部の見積もりでは、現在使用されているグラファイトアノードと比較してエネルギー密度を最大50%向上させる可能性があるとされています。次に、電池価格を下げるはずの製造プロセスの2つの改良があります。
そして約5年後には、ついに全固体電池が登場するかもしれません。そして今から10年ほど先には、ナトリウム-リチウム電池やリチウム-空気電池があるかもしれません。
彼らはこれらの技術をハイプサイクル上にも配置しています。このグラフを理解するには、横軸を各項目の発明からの経過時間として読む必要があり、年として読むのではありません。例えば、彼らはナトリウムイオン電池が熱狂のピークにあると言っていますが、消費者市場に到達する前にまだ幻滅の谷を通過する必要があります。
全固体電池は現在、幻滅の谷にあります。なぜなら多くの話題になっているにもかかわらず、実現していないからです。この幻滅は、日本のTDK社が全固体電池でブレークスルーを達成したと最近発表した際に明らかに見られました。そしてみんなの反応は「ああ、そう、どうでもいいよ」といった感じでした。しかし、それらはいずれ実現するでしょう。また、基本的に実用化準備ができているいくつかの改良もあります。ただし、それらのどれも革新的なカテゴリーには入っていませんでした。
もちろん、これらの人々が間違っている可能性もあります。しかし、彼らは努力をしており、私は彼らが自分の話していることを理解していると思います。少なくとも私よりは詳しいでしょう。ただ、誰にもわかりません。もしかしたら5年後には、私たち全員が核融合炉を搭載した車を持っているかもしれません。
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