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東レから発表された電池と抗ウイルスに関する研究成果

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東レ株式会社は、この度、空気電池用イオン伝導ポリマー膜の創出に成功しました。本ポリマー膜をリチウム空気電池のセパレータに適用することで、安全性の向上と電池の長寿命化が図れ、電気自動車(EV)や産業用ドローン、UAMなどの航続距離拡大に貢献します。(引用:東レプレスリリース6月1日)

東レ株式会社は、このたび、即効性に優れる新たな抗ウイルス粒子を開発しました。(引用:東レプレスリリース5月26日)

今回のケムスケニュースでは、東レより発表された研究開発に関するプレスリリース2件を紹介します。

まず1件目は、リチウム空気電池用イオン伝導ポリマー膜についてです。リチウム空気電池とは、金属リチウムを負極、空気を対極とする電池のことで、放電時はリチウムが空気中の酸素と反応し酸化リチウムや過酸化リチウムが生成し、一方充電時はリチウム酸化物が反応し酸素と金属リチウムが発生します。

リチウム空気電池の反応機構(引用:Wikipedia

東レではこのリチウム空気電池のセパレーターに着目し、一般的なセパレータである微多孔フィルムと比べて正極負極の電解液の分離性がよく、リチウムデンドライトの析出成長が抑制されるイオン伝導ポリマー膜の開発に成功しました。

開発したイオン伝導ポリマー膜は、東レが長年培ってきた芳香族ポリアミドの分子設計技術を駆使して設計されたもので、リチウムイオンがホッピングで移動可能なのが特徴です。さらにリチウム塩が複合化されており、電池作動を可能とする3×10-5S/cmと高いイオン伝導性が実現されているとともに、無孔であるため2種の電解液分離性とリチウムデンドライト抑制が原理的に達成可能としています。実際にこのセパレータを使用したリチウム空気電池では、充放電サイクルにおいて微多孔フィルムと比較して10倍以上の安定した電池作動時間を確認しているそうです。

東レはセパレータにおいて世界有数のシェアを持ち、特許も多数出願しているセパレータのリーディングカンパニーです。無孔イオン伝導性ポリマーについては、2020年の11月にリチウムイオン電池向けのセパレーターへの応用で似たような内容を発表しており、リチウム空気電池向けにポリマー膜を改良して得られた成果かもしれません。バッテリーに関するビジネスは、今後も成長が期待されていますが、東レのセパレータフィルム事業においては市場競争の激化に伴い、車載用途を中心に収益性が低下しており22年3月期に減損損失を226億円計上する見込みだと発表しています。成長分野において競争が激化するのは当たり前のことですが、独自の技術を伸ばして生き残ってほしいと思います。

2件目は、抗ウィルス粒子の開発についてで、COVID-19の蔓延により抗ウィルス成分を固定化して持続的に物体表面に付着したウィルスを分解する研究が進められています。東レでは、酸化セリウムについて独自の方法で合成しかつ表面処理を施すことでウイルスに対する吸着性と酸化分解機能を付与することに成功しました。

SARS-CoV-2デルタ株を使って抗ウイルス性試験を実施したところ、15秒で99.9%以上、5分で99.99%以上不活化することを確認しました。この粒子は建築材料や塗料、包装材料などへ適用できるだけでなく、コーティング加工や練り込み加工にも対応が可能なため、建材や、マスクおよび医療用ガウン用途向け不織布、エアコン・空気清浄機用フィルター、カーシートにウイルスの不活性化を付与できるとしています。

東レでは、酸化セリウムの抗菌、抗ウイルス性について特許を出願しており、その中で樹脂層の表面ゼータ電位を一定の範囲にすることでウイルスを樹脂表面に吸着させて、効率よく不活性化できるとしています。その表面ゼータ電位は、熱可塑性フィルム中の酸化セリウムの割合や樹脂層の厚みで変化することが実験的に示されており、本発表の技術も似たようなアプローチでコーティングされた酸化セリウム粒子を開発されたのかもしれません。

1件目は電池、2件目はライフサイエンスと話題性の高いトピックに対して、自社の強みを活かした方法で課題に取り組み、一定の成果に結びついていることが分かります。プレスリリースでは技術的な詳細は分かりませんが、どちらも素材の製法や実験結果が気になるところです。両成果の製品化に期待します。

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ただの会社員です。某企業で化学製品の商品開発に携わっています。社内でのデータサイエンスの普及とDX促進が個人的な野望です。

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