记忆体上;但是Power System公司的前身「冈村研究所」就在研究能否将它大型化,而作为蓄电池使用。
电双层电容器作为蓄电池时功能很明显。简而言之,就是它不发生化学反应。化学反应得花一定的时间,而电双层电容器不需要化学反应,就像落雷一般,瞬间就能够充电或放电。此外,化学反应若产生了预期以外的反应,电极或其他部份就会变质,汽车的电瓶之所以往往置于上方,就是出于这缘故。而电双层电容器因为没有化学反应,所以寿命也较长。还有,就像要让纸烧起来必须先点火一样,要引发化学反应时得先给予足够的能量才行。因此以往的蓄电池要是电力太弱就无法充电。但电双层电容器则是无论多微弱的电力都一样会存进去,而且可以一口气放出全部电力。反过来说,也可以瞬间蓄积大量电力,然后再一点点慢慢释放。
【以往的铅蓄电池不论充电或放电都要靠化学反应,所以花时间,而且会劣化。但电双层电容器却是直接蓄积电力,所以能快速充电、放电,也很少劣化,所以寿命较长。】
但是,发明之路并非如此平顺。电双层电容器能蓄积的电力还是比传统的蓄电池少了许多。美国也有人想到以电容器来蓄电的点子,他们的方法是降低电极的阻抗,以求打出活路,但还是失败了。另一方面,冈村迪夫先生则是从开发专用材质、改良周边置子回路※着手,把电容量增大了二十倍。之后又改良电极,将电容量增加了三倍。就是这样才完成了与铅蓄电池相同重量、电容量却更大的Wellgeo。
在充电时间上,铅蓄电池得花八小时,然而Wellgeo只需要不到五分钟。而充电放电的容许次数可达数十万次。就算一天之内充电放电十次,也可以使用一百年以上。此外,日本在南极的昭和基地,某个观测仪器※的电源是使用太阳能发电※加上铅蓄电池,但每逢阳光太弱的季节就会无法充电,观测也只好停止。而在导入Wellgeo系统后,才首次达到全年观测的结果。
虽然Wellgeo还隐藏了许许多多的可能性,但是我听了最有反应的还是太阳能发电这件事。以前蓄电池的缺点就是光线太微弱就无法充电,这一来维修保养的问题也解决了。此外,这对于普通发电也有很大贡献。现在为了应付冬、夏两季的用电尖峰期,不得不加大发电量,就连用电量很少的时段也得维持发电,甚至超出需要量的一倍有余,也就是进行无用的发电,平白浪费资源。如果能把电力蓄积起来的话,就不必那么做啦。
剩下的问题在于价格太高。目前该公司正设法大量生产以降低成本,致力让电双层电容器普及。希望能让它成为充满全世界、可让电力自由储存取用的半永久电池!
※Power System公司世上最先开发出高性能电双层电容器蓄电系统的冈村研究所与将之商品化的Power System合并,成为现在的Power System公司。
※电容器
金属板平行排列而成的装置。金属板之间加上电压以蓄积静电,电力大小决定于金属板大小和距离远近。Wellgeo以活性炭为电极,混入有机溶剂为电解液。通入电流时正极(阴极)聚集负离子,负极(阳极)聚集正离子,但这些离子都会被有机溶剂包住而无法接触电极,所以电极与离子就像两张金属板。因为两者都只能分离一个有机溶剂的分子,所以会蓄积大量电力。此外凹凸不平的活性炭表面积非常大,这也可以大幅提升蓄电量。
※电子回路
Wellgeo虽然是由多个称为「cell」的电双层电容器组成,但每个cell郁有差异,若不能控制得宜,电就会全部跑进最容易充满的cell,就无法再充电了。因此须开发出百分之百引出cell性能的电子回路,这正是冈村迪夫的功劳之一。结合这电子回路与电双层电容器的系统就称为ECaSS。
※某个观测仪器
GPS固定观测点的通讯装置。
※太阳能发电
半导体受光照时会产生电流,利用这原理发电的装置过去称为「太阳电池」,但它并没有蓄电功能。因为太阳光基于天气及昼夜会强弱不定,所以要实用的话蓄电池是不可或缺的。
把各种东西都变成电池,
就能制造出「到哪里都能用」的电池吗?
能直接蓄积电力的Wellgeo不需引起化学反应,所以寿命很长;再微弱的电力也能存进去,而存入的电力百分之九十四都能取用。真是梦幻般的电池啊。我为此感动不已,就问了一下研发部副部长土居仁先生:「能不能做成像干电池一般大小?」但土居兄说:「目前还不太可能。」经营企划本部的平野贵人先生则说:「要是能做到的话,光是走路就能充电了。」目前Wellgeo的大小是19公分×13公分×21公分,重4.4公斤;而要完全发挥它的效能,还必须有与其本体同大的外部回路「充电/放电模组」。此外,Wellgeo电力容量在1千瓦下为垢瓦时,如果把它的重量换算成与三号硷性电池相同的22公克时,其电力就不到0.33瓦时了,只达干电池的十分之一。
这么一想,就看到电池的未来有两条路可走。
一条是现在立刻做得到的实际路线。把Wellgeo固定在建筑或交通工具※中当电池用。讲求携带的便利性时,就使用传统的化学电池。例如太阳能发电后,把电力存在Wellgeo里,再传送到能充电一千次的电池如Eneloop等。也就是不要期待有一项装置能具备所有功能,而要视不同状况分别使用。这也是撰写本书时从许多企业学到的智慧。
另一条是追求梦想的路线。难道无法从Wellgeo出发,做出更轻的电池吗?Wellgeo的原理等同于雷云与地面间蓄积电力;在构造上,则是在通电的两个平面问夹一层不导电的物质。平面面积越大,或是中间不导电的夹层越薄,所蓄积的电力就越大。既然如此,就把形成正极的物质、不导电的物质、形成负极的物质,依序喷上去形成薄层,不就可以做成电池了吗?喷雾的方式能让不导电的夹层尽量变薄,又能让平面面积变大,是个好主意吧?
如果这种「电池喷雾」能够实现的话,可以喷在衣服上,也可以喷在汽车卜,甚至喷在道路或建筑物的壁面上,就连山壁或沙漠都行——把整个地球都变成电池吧!
这一天若真的