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nano tech 2003レポート
〜NECが燃料電池で動作するノートPCのデモを実施

燃料電池でノートPC(LaVie J LJ700/5)を動作させているデモ。ノートPCのバッテリが外れていることに注目してほしい

会期:2月26日〜28日開催
会場:幕張メッセ

 2月26日から3日間開催されるnano tech 2003は、世界でも珍しいナノテクノロジーに関する総合展示会・技術会議である(nano tech 2003+Futureと同時開催)。

 会場となる幕張メッセでは、ナノテクノロジーを利用した最新デバイスや材料から、ナノレベルの加工を実現するための超微細加工技術、評価用の機器にいたるまで、さまざまな展示が行なわれていた。

 すぐに実用化に結びつく展示ばかりではなく、基礎的な研究成果や要素技術に関する展示が多かったが、ここでは、本誌読者の関心が高いと思われるPC関連の話題を中心に取り上げる。


●NECは燃料電池でのノートPC駆動デモや次世代トランジスタの展示

ノートPC用に試作された燃料電池。上部の青色の部分に、燃料となるメタノールが入っている。その下の白い部分が燃料電池本体である。NECの燃料電池は、カーボンナノホーンを白金触媒の支持体として利用することで、高い効率を実現していることが特徴だ
 nano tech 2003の展示フロアの中で、特に注目が集まっていたのがNECブースである。NECブースでは、燃料電池でノートPCや携帯電話を動作させるデモを行なっていた。

 燃料電池による携帯電話の動作デモは以前にも公開されているが、燃料電池で動作するノートPCを一般に公開したのは、今回が初めてとなる。

 今回展示されていたものはあくまで試作品であり、燃料電池のサイズはかなり大きいが、製品化される際にはノートPCにすっきり内蔵できる形状になる。

 今回ノートPC用に試作した燃料電池の出力は、ピーク時18W、常用時12Wというスペックであり、ノートPC(デモに使われていたのは超低電圧版モバイルPentium III-M 933MHz搭載のLaVie J LJ700/5)を約3時間動作させることができるという。

 ただし、これはあくまで現状のスペックであり、実用化にあたっては20時間の連続駆動を実現することが目標となっている。現状の試作品では燃料となるメタノール濃度が低いが、メタノール濃度を上げることで、取り出せるエネルギー量を増やすことができる。

 また、燃料電池を内蔵したノートPCのモックアップも展示されていた。このモックアップは、あくまで将来の製品イメージであり、このままの形で製品化されるというわけではないが、メタノールの入った燃料タンクが取り外せる構造になっていたり、タンクに燃料の残量確認用の窓が設けられているなど、製品化に向けて着々と開発が進んでいるという印象を受けた。

燃料電池内蔵ノートPCのモックアップ。ポインティングデバイス手前に、燃料タンクが装着されている 液晶を閉じた状態でも、サブ液晶によって、時刻や緯度・経度、高度などを知ることができる。アウトドアで使うモバイルノートというコンセプトに基づいてデザインされたものなのであろう
燃料タンクは取り外し可能で、複数のタンクを持ち歩けば、さらなる長時間駆動も実現できる 燃料タンクには大きな窓が開いており、燃料の残量を一目で知ることができる

 携帯電話用として試作した燃料電池の出力は3Wで、現状で約3時間の連続通話を実現できている。現行のリチウムイオン電池での連続通話時間は約135分(デモで使われていたN504iの場合)なので、通話時間は約1.5倍に延びていることになる。こちらも、製品化の際には、リチウムイオン電池の10倍の連続通話時間を実現することが目標となっている。

燃料電池で携帯電話を動作させるデモも行なわれていた。現状でも、リチウムイオン電池の約1.5倍の連続通話時間を実現している 携帯電話用に試作された燃料電池のサイズは、ほぼ名刺大である。反応によって生じた水は、水蒸気として空気中に放出される

 気になる実用化の時期だが、ノートPCでは、2004年末から2005年にかけて採用製品が登場し、携帯電話では2005年あたりから実用化が始まるとのことである。携帯電話のほうがノートPCよりも利用環境(温度や湿度など)が厳しいため、まずは、ノートPCから採用が開始されることになるようだ。もちろん、燃料電池搭載機器の登場にあわせて、燃料の供給インフラ(例えば、コンビニでメタノール入りカートリッジが販売されるようになるなど)の整備も行なわれることになる。

 そのほか、カーボンナノチューブをチャネルとして用いたカーボンナノチューブ・トランジスタや世界最小クラスのゲート長8nmのSiトランジスタ、フォトニック結晶を用いた微小光学素子、DNA解析やタンパク質解析などに利用可能なナノバイオチップなどの展示が行なわれていた。

カーボンナノチューブを電子が流れるチャネルとして利用するカーボンナノチューブ・トランジスタの説明パネル。現在のSiトランジスタよりも、はるかに高速な動作が実現できるという カーボンナノチューブ・トランジスタの構造模型。黄色のソースとドレインの間を結ぶチャネルとして、カーボンナノチューブ(この模型では透明の筒状のものがカーボンナノチューブを表す)が使われている NECが誇る世界トップレベルの微細加工技術によって実現したゲート長8nmという世界最小クラスの超微細トランジスタの説明パネル
フォトニック結晶(光の波長程度の大きさのユニットが周期的に並んだ構造体)を用いた微小光学素子の説明パネル フォトニック結晶によって実現されたWDM(波長分割多重)用分波素子 微細加工技術によって作成されたナノバイオデバイス。分子のサイズによって、ふるい分けが可能である


●片面1層で100GB超を実現可能な高密度DVD用ナノガラス薄膜を展示していた日立

集光機能を備えたナノガラス薄膜の説明パネル。ナノガラス薄膜はスパッタ法によって生成され、厚さは50〜70nmである。レーザービーム径を1/2に縮小することが可能だ
 日立製作所のブースでは、次世代DVDの記録密度を大幅に向上させることが可能なナノガラス薄膜に関する展示が行なわれていた。

 このナノガラス薄膜は、青紫色レーザーが照射されることによって、可逆的に屈折率が変化するという特徴を持っている。青紫色レーザーが照射された部分は、ナノ秒オーダーというごく短時間で屈折率が上がり、レンズとしての役割を果たす。そのため、ナノガラス薄膜を通過したレーザービーム径は1/2に絞られ、より高密度での記録が可能になる(トラックピッチも同様に縮まると仮定すれば、記録密度は4倍になる)。

 Blu-rayディスクなどの次世代DVDでは、片面1層で20〜27GB程度の容量を実現するが、この技術を応用することで片面1層で100GBを超える大容量記録が可能になる。ただし、現時点では、ナノガラス薄膜を利用した記録メディアを試作した段階であり、実際にBlu-rayディスクの4倍の記録密度での記録・再生に成功したわけではない。ナノガラス薄膜を利用した記録メディアの実用化時期は2006年あたりを想定しているという。

ナノガラス薄膜を利用した記録メディアの試作品(NEDOブース内に展示されていたもの) 青いケースに入っているガラス円盤は、新開発の2.5インチHDD用ガラス基板である。希土類酸化物をナノレベルサイズの超微粒子ガラス組成に含有させることで、高い強度を実現している

PDAや携帯電話用として開発されている小型燃料電池のモックアップも展示されていた
 日立ブースでも、燃料電池に関する展示が行なわれていた。こちらで展示されていたのは、モックアップのみであったが、実用化時期についてはやはり2005年を予定しているとのことだ。

 そのほか、単一モード光ファイバーのコアの周りに空孔を設けることで、曲げ損失特性を大幅に改善したホーリーファイバーやフォトニック結晶を利用した波長選択フィルタなどの展示も行なわれていた。

 従来の光ファイバーは、小さい半径で曲げると損失が大きくなるという弱点があったが、ホーリーファイバーなら、曲げても損失が小さいため、FTTHの工事の手間を大きく軽減することが可能である。

日立が展示していた燃料電池搭載PCのモックアップ。タブレットPCやスマートディスプレイのようなデザインである 燃料電池は裏面に搭載されている。反応によって生じた水は水蒸気として空気中に放出される フォトニック結晶を利用した波長選択フィルタの元となるシリコン基板。光の波長オーダーで微細パターンが形成されているため、反射光の色が場所によって違って見える
ホーリーファイバーの説明パネル。コアの周囲に空孔を設けていることが特徴 ホーリーファーバーのデモ。短い半径で曲げても、損失が非常に小さい 石英基板上に生成されたフォトニック結晶波長選択フィルタ。異なる波長を通過する波長フィルタを同時に作ることができる

□nano tech 2003のホームページ
http://www.ics-inc.co.jp/nanotech/
□関連記事
【2002年10月17日】【WPC】東芝が液冷ノートPCやPDA用燃料電池を参考出品
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2002/1017/wpc06.htm
【2002年3月6日】カシオ、携帯機器向け超小型次世代燃料電池開発
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2002/0306/casio.htm

(2003年2月26日)

[Reported by 石井英男]


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