《取材こぼれ話》熱電発電の効率化に求められる素材とは

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2019年9月5日

 NEDOはこのほど、熱エネルギーを直接電気エネルギーに変換する熱電材料を、汎用元素だけを用いて開発し、モジュール化にも成功した。実証試験では、5℃の温度差で発電するモジュールを用い、IoT機器の自立電源としての有用性を示した。

画期的な鉄-アルミニウム-ケイ素系熱電発電モジュール
画期的な鉄-アルミニウム-ケイ素系熱電発電モジュール

 同事業で材料開発や材料合成、性能評価を行った、物質・材料研究機構(NIMS)の高際良樹主任研究員は、今後想定される研究課題として、人体に装着するセンサーの自立電源への応用などを挙げた。

 体温と外気の温度差はせいぜい1℃。この温度差で装置を動かすには、熱電材料の高性能化もさることながら、熱をどう効率的に吸収するか、どう逃がすかが問題になってくるという。

 熱電素子の両面の温度差で発電する熱電発電モジュール。たとえば、熱を受ける上部には熱伝導率の高い受熱シートが必要になってくるし、下部には放熱に有効なシートが求められる。高際主任研究員は、素材の提供・開発といった側面から、化学メーカーの参加を呼び掛けていた。

 NEODは省エネルギーの観点から、未利用熱の革新的な活用技術研究開発を推進している。未利用熱とは、製造プロセスの中で利用されずに排出される工場の排熱や、自動車のエンジン回りから出る熱をはじめ、エアコンの排熱、住宅の窓や壁から放熱とさまざまなものがある。

 石油や天然ガスといった1次エネルギーをベースにすると、その60%は未利用熱として排出されているという。この未利用熱の活用法の1つとして、熱を電気に変換する熱電材料の開発が進められている。いわば熱のリサイクルだ。

 今回の開発が画期的なのは、汎用元素の鉄、アルミニウム、ケイ素のみからなる熱電材料を開発したことだ。200℃以下の低温熱源を利用する熱電材料の場合、ビスマス‐テルル系の化合物が知られているが、どちらも希少元素(レアメタル)である上に、テルルは毒性が非常に強いことなどの課題があった。

 高際主任研究員は、開発した革新的な鉄(Fe)‐アルミニウム(Al)‐ケイ素(Si)系の熱電材料(Thermoelectric Material)を、その頭文字から「FAST(ファスト)材料」と命名した。

 FAST材料のさらなる高性能・高機能化には、化学メーカーが提供する素材がカギとなりそうだ。

 

DNP 植物原料50%使用のラミネートチューブを開発

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2019年9月5日

 大日本印刷(DNP)はこのほど、植物由来の原料を50%使用し、チューブ胴体の薄層化によりプラスチック使用量を削減することで、環境に配慮したラミネートチューブを開発したと発表した。

新開発のラミネートチューブ
新開発のラミネートチューブ

 今回開発したラミネートチューブは、チューブ胴体の全ての層と、肩にあたる部分と注出口に植物由来原料を使用し、キャップを除く全体のうち約50%を植物由来原料で代替した。

 さらに、使用中の自立性や使いやすさを維持しながら胴体の薄層化を実現するため、材料設計に工夫を凝らすことで、従来製品に比べてプラスチック使用量を大幅に削減。これにより、CO2排出量を従来比約35%削減した。

 同社が展開する環境配慮パッケージシリーズ「GREEN PACKAGING」の主要製品群の1つが、今回の「DNP植物由来包材バイオマテック」シリーズ。サトウキビから砂糖を精製した際の副産物(廃糖蜜)などの植物由来原料を1部に使用したバイオマスプラスチック製品だ。

 植物は生育の過程で、光合成によってCO2を空気中から取り込むため、パッケージ使用後の焼却時に出るCO2と相殺することが可能で、製品ライフサイクル全体でCO2の削減に貢献する。同シリーズについては、2010年から開発に着手し、現在、食品や日用品などの包装材で広く使用されている。

 同社は、「持続可能な原料調達」「CO2の削減」「資源の循環」という3つの価値を追求することで、循環型社会の実現と環境負荷の低減に向け取り組んでいる。今回開発したラミネートチューブをトイレタリー・化粧品や食品メーカーに販売し、来年度に年間20億円の売上を目指す。

 

日本ソーダ工業会 7月のカセイソーダ出荷は2カ月連続でプラス

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2019年9月4日

 日本ソーダ工業会がこのほど発表したソーダ工業薬品需給実績によると、7月のカセイソーダの出荷合計は、前年同月比4%増の35万5000tだった。

 前月に続き、内需は同3%減の28万3000tと振るわなかったが、輸出が同46%増の7万2000tとなったことで、出荷合計は2カ月連続でプラスとなった。

 内需を用途別に見ると、化学工業用は

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デンカ 構造物診断技術による文化財保全事業に参画

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2019年9月4日

 デンカとグループ会社のデンカリノテックは、リノテックのコンクリート構造物の診断技術を活用し、世界文化遺産である京都・醍醐寺の文化財保全事業にKYOTO’S 3D STUDIOを通じて参画した。今回の取り組みは、第25回国際博物館会議京都大会(1~7日:国立京都国際会館)の醍醐寺ブースで紹介している。

醍醐寺三宝院唐門
醍醐寺三宝院唐門

 リノテックの診断技術は360度全方向へのレーザースキャニングにより、文化財などでの構造点群データを取得し、そのデータ情報を元に設計・施工から維持管理を行うもので、図面や設計図がない構造物にも適用することができる。

 加えて、損傷状況や修復履歴などの維持管理情報を三次元構造物モデルに関連づけしたBIM/CIMに応用し、立体的な資料として効率的に一元管理することが可能だ。

 さらに今後は、こうした3Dデジタル計測技術を、デンカが創業以来培ってきた無機材料設計・補修材料・施工技術と組み合わせることで、種々ある文化財のうち、歴史的価値の高いコンクリート構造物の効率的な長寿命化・高耐久化などにも取り組んでいく。

 デンカグループは経営計画「Denka Value‐Up」の下、「基盤事業のスペシャリティー化」を進めている。後世に伝え続けていかねばならない文化財保全事業の一翼を担うべく最先端の高付加価値インフラソリューションを提供し、SDGs(持続的な開発目標)の1つである「住み続けられるまちづくり」の実現に貢献していく考えだ。

NEDO・東北大 円形断面型クローラー開発、全方向に連続移動

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2019年9月3日

 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)と東北大学は27日、全方向(360度方向)への連続移動を実現した円形断面型履帯(クローラー)の開発に世界で初めて成功したと発表した。

円形断面型クローラー
円形断面型クローラー

 オムニクローラーが備える高い耐荷重性・走破性に加え、放射状に最密配置したクローラーが駆動することにより、任意方向への連続的な移動を可能にした。柔らかい絨毯をはじめ、点字ブロックの段差や踏切内の線路の溝など、一般の車輪では走りにくい環境でも、クローラーの向きを変えることなく縦・横・斜めの方向にスムーズに移動できる。

 両者は、2015年から「全方向駆動機構を核とした革新的アクチュエーション技術の研究開発」に取り組んできた。今回開発したクローラーは、全方向移動を行うために必要な2つのモーターのほか、平歯車やねじ歯車などの最小限の動力伝達装置からなる単純構成のため、保守性に優れ、小型化が可能な全方向移動機構のベース技術になり得る応用範囲の広い機構となっている。

 3つの機能として、①履帯機構の姿勢や路面の状態によらず、モーターの回転方向を切替える必要がなく継続的に全方向に移動可能②歯車とチェーン、ベルトを用いることで、摩擦伝動によらず高い駆動力の伝達が可能③高い不整地走破性を実現(軸方向の段差乗り越え高さ10mm、その直交方向の段差乗り越え高さ30mm、溝踏破長さ140mm)を併せ持つ。

円形断面型クローラーを搭載した車両
円形断面型クローラーを搭載した車両

 新たに考案した全方向移動用のスクリュー式差動回転機構は、回転軸の動力をねじ歯車によって垂直方向に変換する構造を線対称に配置。これにより、左右2つの入力回転を、全方向駆動機構として必要な前後・左右の移動につながる公転と自転の出力に、極少の伝達部品数で変換させる仕組みを実現した。

 電動車いすをはじめ、移動型ナビゲーションロボットや屋内外の巡回警備ロボットなど、総重量の大きなモビリティー(移動体)用の駆動機構としての用途が期待される。

アジア石化市況 エチレンはタイト感で大幅上昇

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2019年9月3日

芳香族は3製品とも下落、原油・ナフサ安の影響

 アジア地域の8月第2週の石化市況では、エチレンが6週連続で上昇し、下値が前週比45ドル高、上値が35ドル高となり、920~965ドル/tでの取引となった。下値は5月第4週以来、11週ぶりに900ドル/t台を回復している。

 アジア地域で複数のクラッカーが定修に入ったことに加え、域外品の流入も限られていることから、需給がタイトとなったことが背景にある。スプレッドも、ナフサが一段安となったことで、

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LGイノテック 車載用のフレキシブル立体照明を開発

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2019年9月2日

 韓国LGグループの関連会社で材料・部品メーカーのLGイノテックはこのほど、車載用LEDモジュール「ネックスライド(Nexlide)」の新ラインアップを発表した。

自在に曲がるLED立体照明「ネックスライド‐HD」
自在に曲がるLED立体照明「ネックスライド‐HD」

新たに加わった「ネックスライド‐HD(High Definition)」は、消しゴムのように柔らかく曲がるフレキシブルな立体照明で、基板の接触面を除く5つの面から均一に光を放つのが特長。昼間走行灯や尾灯など、自動車外装ランプへの採用を想定している。

 同製品は、モジュールの柔軟性を従来品の2倍に強化。また、さまざまな角度と形から常に滑らかな光を放つ特性を生かし、直線はもちろん、曲線やウェーブ、立体図形などのさまざまなデザインの車両照明を製作できる。

 薄片に切ってブロックのように組み合わせることで、花柄などへの加工も可能だ。昼間走行灯の用途では、真昼にも認識できるように400カンデラの明るさが求められるが、同製品では5面立体発光技術によりモジュールの最大の明るさを従来の80カンデラから400カンデラに向上させた。

 薄肉化への対応も行い、光を均一にするインナーレンズなどの別部品が不要なことから、従来品に比べて最大70%まで厚みを減らしスリムな車両用ランプを製作できる。

「ネックスライド‐HD」を用いたランプ試作品
「ネックスライド‐HD」を用いたランプ試作品

 LDイノテックの担当者は、「『ネックスライド‐HD』は、車両照明をワンランク進化させた革新製品」とし、今後も「車両照明のデザインと品質、安定性をすべて向上させる製品を持続的に開発していく」との方針を示した。

 同社は、「ネックスライド‐HD」を前面に打ち出し、グローバル車両用照明市場の攻略に拍車をかけていく。特にユニークでエレガントなデザインコンセプトが求められるプレミアム車種を中心に、グローバル顧客企業を積極的に確保していく考えだ。

 

米国ポリエチレン輸出 6月は対前年比41%増

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2019年9月2日

 貿易統計によると、米国の6月のポリエチレン(PE)輸出は、前年同月比41.0%増の77万5000tと大幅な伸びを継続した。米国おいてシェール由来の大型エタンクラッカーおよびPE設備が相次いで稼働を開始し、近隣諸国はもちろん、南米や欧州、アジア、アフリカにまで輸出が本格化している状況だ。

 6月の主な輸出先は、1位がメキシコ(9万6000t)、2位がベルギー(9万5000t)、3位がカナダ(6万2000t)、4位が中国(4万7000t)、5位がブラジル(4万2000t)となった。中国は、4~5月は7万t台と高水準で推移していたが、6月は43%減とブレーキがかかった。その他のアジア地域では、ベトナム(同10.4倍)、香港(同3倍)、シンガポール(同2.1倍)、マレーシア(同2倍)の増加が目立つ。また、韓国も同5.3倍の1万3000tとなった。昨年は月に3000~4000t程度だったが、今年に入り輸入量が伸長している。

 一方、6月のPE輸出を品目別にみると、

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