#ハナ | Explore Tumblr Posts and Blogs

takahashicleaning · 8 months

Text

ＴＥＤにて

ハナ・ブルクシュトゥマ：印刷できる柔軟な有機太陽電池？

（詳しくご覧になりたい場合は上記リンクからどうぞ）

見慣れた太陽電池とは違い、有機太陽電池は、インクに溶かせる化合物でできていて、単純な手法で好きな形に印刷できます。

それによって得られるのは、軽量で柔軟で半透明な、太陽エネルギーを電気に変えるフィルムです。

それが、どうやって作られ、世界の電力事情をどう変え得るかを、ハナ・ブルクシュトゥマが解説します。

私が左右で違う靴を履いているのに気付かれたかもしれません。

見た目がおかしいし、履き心地がすごく変ですが、これで示したいことがあったんです。

左の靴は、持続可能なフットプリントを示していて天然資源を地球が再生できる範囲内で利用し、二酸化炭素を森や海が吸収できる範囲内で排出します。

安定した健全な状態です。今日の状況は、むしろもう一方の靴のようです。大きすぎます。2017年には、地球が再生できる１年分の資源を8月2日の時点ですでに使い切っていました。

これはいわば、ひと月分のお金を18日までに使い切ってしまいその月の残りは、借金で暮らすようなものです。

そのようにして何ヶ月か過ごすことはできるでしょうが、暮らし向きを改めなければそのうち大きな問題を抱えることになります。

この過剰利用の破壊的影響については、みんな知っての通りです。

地球温暖化、海面の上昇、氷河や極地の氷の融解、ますます極端になっていく気候、この問題の大きさには苛立ちを禁じ得ません。

これが余計に苛立たしいのは、解決法があるというのに、みんなやり方を変えようとしないことです。

今日は、新しいソーラー技術が持続可能な建物の未来にいかに貢献できるかという話をします。

エネルギー需要の４割は、建物で消費されているためこの消費に取り組むことで地球温暖化ガス排出を大幅に減らせます。

持続可能性の原則に沿って設計された建物は、必要な電力を自分で作り出します。

これを実現するには、たとえば断熱性の高い壁や窓を使うなどして、まずエネルギー消費を極力抑える必要があります。

そのような技術は、既に商品化されています。でも、普及に時間は膨大にかかるのも事実です。

それから温水や暖房のためのエネルギーが必要です。これは太陽熱利用システムやヒートポンプで地面や大気から再生可能な形で得ることができます。

この技術も既に利用可能になっています。でも、普及に時間は膨大にかかるのも事実です。

あと必要なのは電気です。

再生可能な発電方法は原理的にいくつかありますが、屋根に風車のある建物や水力発電設備のある庭というのをどれほどご存じでしょうか。

たぶんあまりないでしょう。理に適わないからです。でも太陽は、屋根や壁面に豊富なエネルギーを送ってくれています。

このエネルギーを建物の表面で集めることの可能性はとても大きなものです。ヨーロッパを例に見てみましょう。

太陽に対して適切な向きであまり陰にならない面をすべて使うなら太陽電池から得られる電力で総エネルギー需要の３割を賄えます。

でも、現在の太陽電池には、問題があります。

費用効率は良いのですが、デザイン的にはあまり柔軟性がなく美観という点で問題になります。

太陽電池のある建物というとこのようなものをイメージするでしょう。

レイカーツワイルの言うように、さらに発電効率も何回かイノベーションが必要です。

太陽光発電所には、良いでしょうが建物や通りや建築物となると美観が問題になります。太陽電池のある建物をあまり目にしない理由が、ここにあります。

単にそぐわないのです。

私たちのチームでは、まったく異なる太陽電池技術に取り組んでいます。

有機太陽電池です。「有機」というのは、光の吸収や電荷輸送に金属ではなく炭素を主体とした素材を使っているということです。

私たちが使うのは、真珠の首飾りみたいに異なる繰り返し単位が連なった高分子化合物とフラーレンというサッカーボールみたいな形の小さな分子の混合物です。

この２つを混ぜて溶かしインク状にします。すると柔軟な素材のロールに連続的に塗装するスロットダイのような印刷技術を使って印刷できるようになります。

印刷された薄い層は、太陽エネルギーを吸収する活性層になります。

この活性層はとても効率的です。ほんの0.2μmの薄さで太陽エネルギーを吸収できます。髪の毛の太さの100分の１という薄さです。

別のたとえをするなら、この高分子１キロでインクを作ったならその量でサッカー場の広さの太陽電池を印刷できます。

有機太陽電池は、極めて少ない原料で製造できこれは持続可能性という点で重要なことだと思います。

印刷するとこのような太陽電池モジュールができます。これはプラスチックフィルムのように見え性質も似ています。軽量で曲げることができ半透明です。

それでも屋外の太陽光や室内の光を集めることができ、ご覧のとおり小さなLEDを灯せます。これはプラスチックの形で使え軽量で曲げられる点を生かせます。

軽量という点は暖かい地域の建物では重要です。屋根が重い物を余分に載せられるようには、デザインされていないからです。

たとえば冬期の積雪は、想定していません。重いシリコン製の太陽電池は使えませんが、この軽量なソーラーフィルムならぴったりです。

曲げられるという点は、膜状の建築構造と太陽電池を組み合わせる場合に重要になります。

シドニーのオペラハウスの「帆」が、発電所になるところを想像してみてください。この太陽電池フィルムはまたガラスのような通常の建築資材と組み合わせることもできます。

どのみち外壁のガラスは、多くの場合、安全合わせガラスとして膜を挟んだ構造になっているので製造プロセスでもう一層、膜を追加するのは大変ではなく、それによって太陽電池を含んでいて発電のできる建築材料ができます。

見た目が良いという以外にも、この統合型の太陽電池には大きな利点が２つあります。

はじめにお見せした屋根の上の太陽電池を覚えていますか？

この場合、最初に屋根を葺きそれから２番目の層として太陽電池を設置します。これは設置のコストを高くすることになります。統合された太陽電池の場合、建築現場で設置する物は１つで済みます。

建物の外側と太陽電池を同時に取り付けられるのです。設置コストを節約できるだけでなく資源の節約にもなります２つの機能が１つの要素に統合されているからです。

前に光利用の話をしました、私はこの太陽電池パネルが気に入っていま��が、皆さんの好みやデザイン上の必要は違っているかもしれません。でも大丈夫、この太陽電池は印刷過程で形やデザインを容易に変えることができます。

これは建築家や建物の所有者に柔軟に対応でき好きな形でこの発電技術を取り入れてもらえます。

これが研究所の中だけのものでないことを強調しておきたいと思います。広く普及するまでには、まだ何年かかかるでしょうが、もう商品化の間際に来ており、すでに製造ラインを持つ企業が何社かあります。

企業では製造能力を拡大しており、私たちもインクを量産できるようにしています。

フットプリントは、小さい方が快適です。

適切な大きさ適切な規模です。私たちはエネルギー消費を適切な規模に戻す必要があります。建物をカーボン・ニュートラルにするというのも重要です。

ヨーロッパでは、2050年までに既存の建築の脱炭素化をするという目標を掲げています。そのために有機太陽電池が大きな役割を果たすと期待しています。

実例をいくつかご覧にいれましょう、有機太陽電池を大々的に印刷した初の商用事例です。「商用」と言ったのは、太陽電池が産業設備に印刷されたということです。

これは「ソーラーツリー」という名で2015年ミラノ万博のドイツ館です。日中には日よけとなり、また夜の照明のための電気を作っています。

太陽電池の形に六角形が選ばれた理由が分かりますか？

簡単です。建築家は、床に影で模様を作りたいと思いそう依頼し、その通りに印刷されたのです。実際の製品とはだいぶ違いますが、この自由な形の作例は私たちの予想以上に訪れた建築家達の想像力を刺激したようです。

こちらの事例は、私たちがターゲットとしているものにより近い形のものです。ブラジルのサンパウロにあるオフィスビルで半透明な有機太陽電池パネルがガラス外壁に統合されていていくつもの役割を果たしています。

１つには、中の会議室に日陰を提供すること。

もう１つは、革新的な方法で会社のロゴを表示することです。そしてもちろん発電によって建物のエネルギー消費を抑えています。

これは建物が、エネルギーの消費者でなく生産者になる未来を指し示しています。太陽電池が建物の外面に調和して取り込まれて資源効率と見た目の良さを両立している様を見たいと思います。

屋根用にはシリコン製の太陽電池が適する場合もあるでしょう。でも、すべての外壁やその他の部分も生かそうと思うなら半透明な部分や曲面や日よけなどには、建築家が望むどのような形にもできる有機太陽電池が大いに役に立つことでしょう。

ありがとうございました。

マイケルサンデルは、メリトクラシー（能力主義）の陳腐さを警告し、諌め(いさめ)ています！

SDGsや気候変動対策は、再生可能エネルギーのことではありません。パンデミック対策の一環です！それ以外の活動は派生物。権力濫用の口実に注意！

注意事項として、基礎技術にリープフロッグは存在しません。応用分野のみです！

こういう新産業でイノベーションが起きるとゲーム理論でいうところのプラスサムになるから既存の産業との

戦争に発展しないため共存関係を構築できるメリットがあります。デフレスパイラルも予防できる？人間の限界を超えてることが前提だけど

しかし、独占禁止法を軽視してるわけではありませんので、既存産業の戦争を避けるため新産業だけの限定で限界を超えてください！

（個人的なアイデア）

電気を作る熱力学のサイクルで熱効率は、ほぼ50%、45%～50%の効率まで高めることは可能ですが・・・

高温の物体から熱を受け取り、電気という「使えるエネルギー」に変換できる機械を一般的に「熱エンジン」と呼んでいる。

高温の物体から受け取った熱エネルギーのうち、どれだけ活用できたかという比率を「効率」と物理学では定義している。

この効率は、原理的に超えられない「カルノー効率」という上限があることが知られている。

カルノー効率が達成されると、効率は上がるが、同時に仕事率がゼロになる現象。

つまり、熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを意味しています。そして、効率１００%は物理的に不可能ということです。

中世で試行錯誤が行われたことに終止符が示され、機械での永久機関は作れないことが、この現象から理解できます。エネルギー保存の法則からも理解できます。

他には、燃料の持つエネルギーをどれだけ動力として取り出すことができるか？これをエンジンの熱効率と定義しています。

2020年の段階で、ガソリンエンジンの熱効率は最高で40％前後あり、10年くらい前までは30％程度。低燃費の技術競争もあるけどカルノー効率から限界も見え始めています。

だから、ガソリン自動車から電気自動車へ世界中の法人が開発を加速して切り替えている潮流があります。

その他には

日本の法人99%は、自転車操業これが普通。世界でも経済的に普通。

再分配、事前分配をする政府は、一部の大企業や裕福層から増税が原則です。

民主党以前の連休が少ない日の多いのはパンデミック分散対策の一環かもしれない？女性活躍ウィズ実力！能無しがトップにつくと女性でも、権力濫用。混乱必死です。

そして

プラネタリー・バウンダリー提唱者のヨハン・ロックストロームもSDGsに採用されてる。

SDGsは、一神教での法人倫理を統合し数値化している可能性もあります。

多神教ではブッダの八正道です。

SDGsや気候変動対策は、再生可能エネルギーのことではありません。パンデミック対策の一環です！それ以外の活動は派生物。具体的にSDGsの数値を示さない権力濫用の口実に注意！

これらの源流は、Spaceship Earth(宇宙船地球号)のバックミンスターフラー。

バックミンスターフラーは、思想家というか製品デザイナー？

ガイア理論の方が馴染みがあって、こっちの方が腑に落ちるが、それがスティーブジョブズに継承し、今のAppleParkに繋がる影響を与えた。

AppleParkは、バックミンスターフラーの弟子が建築しています。

経済学者で、ケンブリッジ大学名誉教授のパーサ•ダスグプタが、イギリス政府に提出した報告書の中に登場。

経済学を学ぶと、登場する資本や労働などの生産要素の投入量と算出量の関係を示す生産関数があります。

こうした関数は、様々な前提条件に基づきますが、経済学者は、収穫逓減の法則と言うものをよく知っています。

このような人工的な生産関数とは、他に天然由来の生産関数。

つまり、自然から収穫できる生産関数を導き出し、地球全体の生産関数というエコシステムを数値化することでバランスをコントロールできるかもしれないというアイデア。

ここでは、自然資本と呼びます。

自然資本を加味すれば現在の経済成長ペースがどこまで持続可能かを分析することもできます。

人間は、国内総生産GDPを生み出すため、自然から資源を取り出して使い、不要になったものを廃棄物として自然に戻す。

もし、自然が自律回復できなくなるほど、資源が使われて、廃棄されれば、自然資本の蓄積は減少し、それに伴い貴重な生態系サービスの流れも減っていくことになります。

さらに、教授は、経済学者も経済成長には限界があることを認識すべきだと説いています。地球の限りある恵みを効率的に活用しても、それには上限があります。

したがって、持続可能な最高レベルの国内総生産GDPと言う臨界点の水準も存在するということが視野に入るようにもなります。これは、まだ現時点では誰にもわかりませんので解明が必要です。

なお、地球１個分は、ずいぶん昔に超えています。

＜おすすめサイト＞

デイビッド・マッケイ: 再生可能エネルギーの現実

ダニー・ヒリス: 太陽光を使った地球工学は進めるべきか？

レイ・カーツワイル：今後現れるシンギュラリティ（技術的特異点）を学ぶ大学

Solar Roadways（道路としても敷き詰めて活用できる太陽光発電パネル）

「考えるクルマ」が世界を変える―アーバン・モビリティの革命

Powerwall 2 & Solar Roof Launch - Teala Motors

＜提供＞

東京都北区神谷の高橋クリーニングプレゼント

独自サービス展開中！服の高橋クリーニング店は職人による手仕上げ。お手頃50ですよ。往復送料、曲Song購入可。詳細は、今すぐ電話。東京都内限定。北部、東部、渋谷区周囲。地元周辺区もＯＫです

東京都北区神谷のハイブリッドな直送ウェブサービス（Hybrid Synergy Service）高橋クリーニングFacebook版

0 notes