

佐藤光雄
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1分間で読める技術の話
ふじひげのきりえアートコーナー
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技術士として「科学・技術の話題」を簡単に紹介します。
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二次電池
充電して繰り返し使用することができる電池を二次電池といいます。エンジン車の12Vバッテリーは鉛蓄電池です。これは歴史が古く低価格で安定して使いやすいのですが容量と耐久性に劣ります。ハイブリッド車の電池はニッケル水素電池です。信頼性が高く比較的安価ですが電気自動車(EV)には適していません。
電気自動車(三菱アイミーブなど)にはリチウムイオン電池が使われています。ちなみにアイミーブは床下に約200kgの電池を積んでいます。これはまだ高価ですが最も性能と耐久性に優れるので将来期待されています。携帯電話やデジカメで盛んに使われているものがこのリチウムイオン電池で、1991年にソニーが世界で初めて量産化しました。
しかしこの分野でも韓国サムスンや中国メーカーがシェアを拡大していますお待ちください
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GPS衛星
もともとは軍事用だった米国のGPS衛星は一般向けの電波も発信していて、それは誰でも無料で使えます。GPS衛星は正確な時間を計る原子時計を積んでいます。約30機のGPS衛星が地上約2万キロの高さを回っていますが、その中の4機以上の衛星から同時に電波を受信出来れば、自分の場所を正確に計算で求めることができます。カーナビなど多くの機器がこれを利用しています。
9月に日本が打ち上げた「みちびき」は日本のほぼ真上にいて電波を送ることでGPSの精度を上げることが可能になりますが、時間的な制約も残ります。現在のカーナビでは、GPS電波以外にも乗っている車の速度や加速度も計測して現在地情報の誤差補正をはかっています。 |
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燃料電池
燃料電池は、正確には「電池」ではなく「発電システム」であるといえます。水の電気分解の逆の原理で、酸素と水素から水と電力を得るものです。歴史的には古く1839年に英国のグローブ氏が燃料電池の原理を発見しています。一部では既に実用化されていますがそれは高価であり、民生化にはまだ時間がかかっています。
3大コスト源が「白金」「セパレータ」「電解質」と言われています。
燃料電池には、100℃以下で作動する低温型と、作動温度が900〜1000℃になる高温型とがあります。前者の代表が固体高分子型PEFCであり、電気自動車用として将来の期待を背負っているのですが、低温型なので触媒(白金など)を必要とします。
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LED発光電球
エコが叫ばれる昨今、従来の白熱電球に代わってLED電球が脚光されています。LED電球は白熱電球に比べて、その寿命40倍、電気代は約6分の1といわれる長所を有しますが、価格は25倍と高く、照射エリアや全体の明るさや質量などにも問題を有しています。
LEDは基本的には一つの色しか出せませんが、赤、青、緑の光を出す3種類のLEDを組み合わせることで白色光を作り出すことができます。それぞれの光の量を調整すれば望みの色の光も作れます。
1994年から全国で交通信号に採用されてきており、電球交換頻度が減り消費電力も減るなどの効果があります。最近では車のストップランプにも使われてます。1960年代に赤色LEDが開発されたのが最初で、その後どんどん技術が進歩向上しています。 |
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レアアース
最近、ハイテク産業に欠かせない材料としてのレアアースが話題になっています。これは、スカンジウムなど稀にしか見つからない希土類元素17種類の総称であるといえます。ハイテク機器の性能を高めるのに重宝される性質は、主に「磁石の力」と「光を出す力」です。普通の元素なら電子がいるはずの場所に電子がいないことによって、磁力や発光という特殊な性質が発揮される元素構造となっています。
レアアースの生産は中国が世界の97%を占めていますが、埋蔵量では中国は36%で、他にはロシアや米国、豪州などにあります。ちなみにレアメタルとは、ニッケル、プラチナなど31種類の材料をさし、これも日本の産業には欠かせない貴重な材料のことです。
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白熱電球
1879年にエジソンが初めて白熱電球の実用化に成功しました。これは真空中でフィラメントに電流を流すことで高温を発生させ、そして光を出しているのです。このときにフィラメントの材料として京都の竹が用いられた話は有名です。現在ではタングステン線が用いられています。翌年の1890年には東芝が日本で初の白熱電球を製造しました。そこから120年後の2010年に、東芝はついに白熱電球の製造を中止しました。
東芝の国内シェアは3割でしたが、今後は蛍光灯とLED型に全面移行するということです。東芝は最盛期の1973年には年に7800万個もの白熱電球を製造し、累計生産個数は40億7000万個といいます。時代は変わるのですね。1938年に米国GE社が蛍光灯を発明しました。1980年に東芝が電球型蛍光灯を発売しました。そして1962年になって米国イリノイ大学でLEDが開発されてそこからLEDが拡大していきます。
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