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ノーベル化学賞を受賞した吉野彰さんらが発明したリチウムイオン電池の仕組みについて分かりやすく解説して下さい



今年のノーベル化学賞をリチウムイオン電池を発明したジョン・グッドイナフ米テキサス大学教授(97)、スタンリー・ウィッティンガム米ニューヨーク州立大学特別教授(77)、吉野彰旭化成名誉フェロー(71)の3人に授賞しました。

今回はこのニュースをわかりやすく解説して行きたいと思います。

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ノーベル賞は6つの分野に分かれています。
●化学賞
●生理学・医学賞
●文学賞
●物理学賞
●平和賞
●文学賞
●経済学賞

ノーベル賞はダイナマイトを発明したアルフレッド・ノーベルの遺言に基づいて設立された賞です。

ただ、経済学賞だけは正式には「アルフレッド・ノーベル記念経済学スウェーデン銀行賞」と言いまして別です。

スウェーデン国立銀行が創立300周年を記念してノーベル財団に寄付したことがノーベル経済学賞の始まりです。

電池は18世紀後半に発明されたとされていますが、2000年以上前にイラクのバグダッド郊外にあるホイヤットラブヤ遺跡で、電池としての用途ではなかったようですが、仕組みは電池と同じモノが発掘されています。

電池の仕組みはこんな感じです。
電解液(食塩水や希硫酸など)に亜鉛板と銅板の板を入れると、亜鉛板の原子が溶け出して電子が出ます。

銅板からは原子が溶けず、銅は+に亜鉛は−となり銅板と亜鉛板を導線で繋ぐと電気が流れます。

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もしかしたら小学校の実験で行ったかもしれませんね。これがイタリア人のボルタが発明したボルタ電池です。

電池はその後様々な改良がされまして沢山の種類が出て用途も様々です。

●マンガン電池・・昔からよくある電池です。小さな電力で長い時間使ったり、短い時間で大きな電力を時々使う時に使用します。

例:時計、ガスコンロの点火

●アルカリ電池・・大きな電力を継続して使う時に使用します。

例:ビデオカメラ、ラジコンの様にモーターを使用するオモチャ

用途に合わせて電池も作られているので、何の電池でもいいってわけではないんですね。

そんな中、革命的な電池を発明したのが吉野彰さんらで「リチウムイオン電池」です。

リチウムイオン電池の特徴は軽い上に高電圧(電圧が3.7Vくらい。普通は1.2〜1.5Vくらい)を維持できます。

先程例に出たマンガン電池やアルカリ電池は「一次電池」と言うのに対し、リチウムイオン電池は「二次電池」と言います。

一次電池は充電を行えず、一回しか使えません。
二次電池は充電が出来て繰り返して使用できます。(大体500回くらい繰り返して使えます。)

充電ができるとできない違いは一体何か?
非常に難しい話なのですが続けましょう。

ボルタ電池も一次電池なのですが、これを例に話していきます。

ボルタ電池は電解液の中に銅板と亜鉛板を入れて電気を作りましたね。

しかし、ボルタ電池の場合、電気を流していくとマイナス(-)極として使用していた亜鉛板はどんどん電解液に溶け出してしまいます。

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何故なら銅板(プラス(+)極)はイオン(+)が溶けにくい金属、亜鉛板(マイナス(-)極)はイオン(+)が溶けやすい金属だからです。

イオンというのは原子が電気を帯びたものを言います。プラス(+)の電気を帯びたものを陽イオン、マイナス(-)の電気を帯びたものを陰イオンといいます。

イオンとくっついていた電子(-)がマイナス極からプラス極に移動してくっつくイメージです。

だから亜鉛板が全て溶けてしまい、銅板は金属が錆びた様になってしまって使えなくなると言うわけです。

では繰り返し使えるようにするにはどうしたらいいでしょうか?

はい、マイナス(-)極からプラス(+)極へイオンが移動していたので、プラス(+)極からマイナス(-)極へもイオンが移動できればいいわけですね。

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リチウムイオン電池の場合はメーカーにもよるのですが、プラス(+)極に「コバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物」という物資を使います。

そしてマイナス(-)極には「グラファイトや黒鉛などの炭素材料」を使います。

放電する時はマイナス(-)極(炭素素材)からプラス(+)極(リチウム遷移金属酸化物)へイオンが移動させます。

そして充電する時はプラス(+)極からマイナス(-)極へイオンを移動させるのです。

こうすればボルタ電池の様に一方向通行ではなく、イオンが行き来できるわけですね。

所で何でリチウムが使われているかと言いますと、リチウムは金属の中で一番軽くて小さいからです。

小さくて軽ければそれだけコンパクトなリチウムイオン電池が作れます。

リチウムはイオン化傾向が非常に高いという特徴があります。わかりやすくいうと化学反応が起こり易いのです。

例えばリチウムを燃焼させるとやたらと燃えます。
空気中に置いておくと空気中に含まれる水分を使って反応が始まります。

化学反応が凄いという事はそれだけ高いエネルギーが発生する物質ですから、他の電池よりも高い電圧で放電できるわけです。

ただ、高いエネルギーが発生するというのは危険性もありますね。携帯電話が激しく燃える動画を見た方もいるかもしれません。

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あれはリチウムイオン電池が燃えているわけですが、間違った使い方や粗悪なリチウムイオン電池を使うとあのような状態になってしまいます。

でも安心して下さい。
ちゃんとしたリチウムイオン電池には安全対策がしっかりとしてあって滅多に燃える事はありません。

またリチウムイオンにはメモリー効果の発生がしにくいのが非常に良い面ですね。

もしかしたら「充電したらしっかり使い切ってから充電しないと電池の寿命が縮まる」と言う事を聞いた事があるかもしれません。

これは事実です。

メモリー効果と言うのはニカド電池やニッケル水素電池によく起こる現象です。

電池の残量がまだ残った状態で充電を何度もくり返してしまうと電池が「ちょっとだけしか放電しない体質」へと記憶してしまうのです。

こうなると充電して使ってもすぐに電池がなくなってしまうのです。

しかしリチウムイオン電池にはメモリー効果がほとんどありません。

だから携帯電話の電池を全て使い切ってから充電する事は必要なく、電池残量があるまま充電しても問題がないのです。

リチウムイオン電池は今も進化しており今後も私達の生活を支えてくれそうです。

これが今回のニュースですね。
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2019/10/19(土) | 時事のお話 | トラックバック(0) | コメント(0)

自動車メーカーがカリフォルニア州の排気ガス規制で合意したニュースをわかりやすく解説して下さい



日本のホンダとアメリカの自動車メーカーを合わせた4社が、カリフォルニア州の自動車の排気ガス規制の基準で合意したことについて、談合にあたるとして調査に乗り出しました。

今回はこのニュースをわかりやすく解説して行きたいと思います。

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自動車が登場してから100年ほどが経ちますが、自動車の排気ガスと環境問題は密接に関わって来ました。

そもそも排気ガスって何が含まれているのでしょうか?

ガソリンや軽油の主成分は炭素と水素です。そしてこれらを燃焼させると、こんなモノが出来上がります。
・一酸化炭素(CO)
・炭化水素(HC)
・窒素化合物(NOx)
・粒子状物質(PM)
・二酸化炭素(CO2)
など。

なんでこれが身体や環境に悪いのか?
炭化水素は窒素化合物と光化学反応を起こして、光化学スモッグを引き起こします。

光化学スモッグは目の痛みや咳、風邪に似た症状が現れます。ちなみにマスクでは防げません。

粒子状物質は粒径が10マイクロメール(1マイクロメートルは1mの100万分の1)以下のものをいい、肺や気管に沈着して呼吸器に影響を及ぼすのです。

二酸化炭素排出量は温暖化を引き起こすとされる有名な物質ですよね。

日本での排気ガス規制は1966年から始まり、年々強化されて来ました。最近では2016年にディーゼルのトラックやバイクの排出基準の強化を実施しています。

アメリカで最初に排気ガス規制が行われたのは「カリフォルニア州」でした。

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アメリカはそれぞれの州が一つの国のようになっていて、州によって独自の法律が定められたりしています。(アメリカ連邦政府の法律がそのまま適用されるわけではありません。)

カリフォルニア州では当時光化学スモッグに悩まされており、1962年にクランクケース・エミッション規制という初の排気ガス規制が作られました。

その翌年には、連邦政府側で全米に適用する大気清浄法が作られて行き、段階的に排気ガス規制が厳しくなっていきました。

しかしカリフォルニアは独自路線で連邦政府とは別に厳しい排気ガス規制を定めたのです。

そして現在では排気ガスの規制は大まかに2通りあります。

●連邦政府が定めた排気ガス規制
●カリフォルニア州が定めた排気ガス規制

どちらの排気ガス規制を選ぶかは州に任せておりまして、50州ある中で9つの州でカリフォルニア州の排気ガス規制を取り入れています。

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さて、オバマ政権の時代に振り返ります。

オバマ大統領は環境問題に対して、かなり積極的でした。経済再生計画には環境関連技術への優遇策がたくさん盛り込まれましたし、温室効果ガスの排出量を削減する方針も取り入れていました。

ただ、例によって州により環境規制の水準が違っており、これを連邦政府側でまとめる事ができませんでした。

環境規制は経済にどうしても影響を与えますし、州の大きさや人口、産業などが違いますからまとめる事が難しいわけですね。

そして時代は変わりトランプ政権に変わりました。

トランプ大統領は環境問題に対して全然乗り気ではありません。

2015年末には合意されたパリ協定(地球の気温上昇を産業革命前と比較して2度以下に抑える国際的な枠組み)から脱退します。

また石炭工場や石油掘削に対する規制を取りやめたり、環境保護や気候変動にまつわる政策も廃止するなどして、自国の経済を第一に考えます。

もちろん排気ガス規制も大幅に緩和しています。

カリフォルニア州は相変わらず独自の排気ガス規制を設けており、さらに2026年以降の新車を対象として新たな排ガス規制を独自に打ち出しました。

これに対して連邦政府と州政府の間で話し合いが行われましたが、結局はカリフォルニア州が強硬姿勢を崩さず、トランプ大統領とカリフォルニア州で避難合戦が起こってしまったのです。

こういった事でメーカーは、州ごとに排気ガス規制の基準にあった自動車を作って販売することになってしまっています。

そこで自動車メーカーのホンダ、フォルクスワーゲン、BMW、フォードの4社が話し合って、カリフォルニア州の排気ガス規制の基準で全米で車を作ろうと合意したのです。

これに対してアメリカ司法省で談合にあたり、「反トラスト法」に違反するという事で調査に乗り出したわけです。

反トラスト法とは日本の独占禁止法にあたるものです。

大企業がこっそり話し合って高い価格で値段を決めたりすると、価格が高騰する恐れがあるので、こういった事を禁止する法律ですね。

連邦政府とカリフォルニア州、そして自動車メーカーのこのような背景がある中で反トラスト法にあたると指摘したわけです。

これが今回のニュースですね。
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2019/09/10(火) | 時事のお話 | トラックバック(0) | コメント(0)

リクナビの内定辞退率予測を企業に販売し批判されたニュースをわかりやすく解説して下さい



大手、求人広告会社であるリクルートキャリアのサービス、リクナビの内定辞退率予測を企業に販売し、個人情報保護法に違反するなどとして、謝罪に追い込まれました。

今回はこのニュースをわかりやすく解説して行きたいと思います。

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みなさんも就活時に一度はリクナビに登録した事があるかと思います。

企業と学生を繋ぐ仲介役としての役割を持っているリクナビはシェアとしては大きいですが、競合会社も多数存在し、様々なサービスを提供しています。

リクナビのようなビジネスモデルは「広告モデル」といいます。企業が掲載料を払って収益を得て、利用者が無料でサービスが使えるようにしたモデルです。

このサービスを提供しているのが株式会社リクルートキャリアでリクルートホールディングスの傘下にあるグループ会社の一つですね。

問題となっているのが同社が提供していた「リクナビDMPフォロー」というサービスです。

このサービスは2018年3月から始まりました。

前年度に企業に応募しようとしたユーザーの行動ログを解析して、今後どのような行動を予測するかとしたサービスです。

2018年度にリクナビを使用した学生は、どのような企業に応募したのかまたは閲覧したのか?と言った行動ログが取られていました。

また企業の選考実績をリクルートキャリアが入手して、これらのデータを分析して作成したアルゴリズムを作成していました。

そして、リクナビを使用した学生の氏名や学歴などの個人情報を具体的に出して、この人物が今後どのような行動をするか?(例えば内定を辞退したり)というデータを企業に提供していたのです。

企業には他のサービスと合わせて400〜500万円ほどで情報料を提供(具体的にこのサービスだけでいくらか?は不明)していました。

※一応ですが、採用選考の合否判断には当該データを用いないことを企業に確約しているとリクルートキャリアは言っております。

特に問題なのが就活生は同意しないまま個人情報を許可なく企業へ提供させられてしまっていた部分で、これが個人情報保護法に引っかかる可能性があるわけです。

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個人情報が提供されてしまった学生は8000人程おり、38社がリクナビDMPフォローのサービスで情報を得ていました。

(例)トヨタ自動車、ホンダ、りそなホールディングス、レオパレス21など

これを受けて政府の個人情報保護委員会で、同社に是正を求める勧告と指導を行いました。

またリクルートキャリアもすぐにサービスを廃止して、再発防止をすると謝罪しました。

これが今回のニュースですね。
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2019/08/28(水) | 時事のお話 | トラックバック(0) | コメント(0)

日本語学校の設置基準を厳しくする理由をわかりやすく解説して下さい



法務省が10月から、「日本語学校」の設置基準を厳しくする事にしました。
今回はこのニュースをわかりやすく解説して行きたいと思います。

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日本語学校は全国で現在750校ほどあると言われています。昨年度と比べると1.5倍ほど増えており、年々増加しています。

まさに日本語学校の開設ラッシュです。

また日本への留学生も毎年増えています。
特に多いのがアジア圏の方です。

中国人は全体の40%ほどを占めており、続いてベトナム、ネパール、韓国と言った形です。

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なんでこんなに増えているのでしょうか?

日本政府は2008年に「留学生30万人計画」という政策を掲げました。
積極的に留学生を受け入れることで、より国際的な繋がりを持つと言うのが政策の目的です。

これにより、日本では留学ビザの取得が以前に比べるとかなり楽になりました。

そして大学側も少子化によって定員割れをするのを防ぐ為、大学入試のレベルが下がって来ており、難関な大学でも入り易くなっています。

日本で学位を取得する事は国際的にも評価が高い為、日本の大学に入学する外国の方が増えているのです。

日本語学校も人気です。

人気の為に日本語学校が増えて価格が下がり、意外とリーズナブルで日本語を学べます。

また日本語学校の設立も法務省が定めた授業時間などの基準さえ満たせば学校法人だけでなく、企業や個人でも開校できるので続々と増えています。

ですが、この裏には様々な問題も出て来ています。

日本へ留学している発展途上国出身の中には、借金をして来る方もいらっしゃいます。

日本への留学を助けるブローカーがいて、お金を払い何とか日本に留学してくるのですが、今度はブローカーへ払う借金に苦しめられる・・というケースがあるのです。

また留学をして同時に借金や学費、生活費を稼ぐ為に多くの留学生がアルバイトをしています。

日本の法律では「週28時間以内」でなら留学生のアルバイトが認められています。

これ自体は問題ありませんが、法の網をくぐったこのような学校もあります。

現行の基準では授業時間について1単位45分以上としており1週間で20単位以上、1年間で760単位以上を取得する事が義務付けられています。

ですが学校側が1週間の授業時間を増やして、半年程度で年間の授業時間の基準を満たさせてしまうのです。

そして長期休業期間にしてしまうのです。

長期休業期間では就労が1日につき8時間まで認められているので、単純に1週間だと56時間まで認められる事になります。

これを売りにした学校の登場や留学ではなく実際は就労を目的にして来る留学生が増えてしまったりしてるのです。

留学の本来の目的からズレてしまっているのですね。

さらに加えて日本の企業にも問題があります。

昨今の人手不足を補う為に、留学生のアルバイトや技能実習生という名目で単純労働を行わせている背景があります。

(日本の法律では技術力のいらない単純労働は認められていません。ですが技能実習生という名目だと単純労働が認められてしまうのです。)

この裏付けとして留学などの申請とは異なる活動をしていたと理由で在留資格を取り消された外国人は去年1年間で832人にのぼります。

前年度の2倍以上になります。

そこで法務省は10月から、「日本語学校」の設置基準を厳しくする事にしたわけです。

具体的には1年間を通じて授業を開講することを義務づける規定したり、学校の運営チェック体制の強化をしたりします。

これが今回のニュースですね。
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2019/08/26(月) | 時事のお話 | トラックバック(0) | コメント(0)

金利を引き下げると経済にどんな影響を与えるの?をわかりやすく解説して下さい



7月31日にアメリカFRBが金利の引き下げを決めました。

今回は金利を引き下げると経済にどのような影響が起こるか?をわかりやすく解説して行きたいと思います。

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銀行やローンを組んだりする時には必ず「金利」が関わってきますよね。
銀行に預ければ僅かながらお金が増えて、ローンを組めば銀行から金利が取られます。

私達が銀行にお金を預ける場合、やはり金利が高い銀行の方が当然良いですよね。

しかし、金利はどこの銀行でも概ね一緒ぐらいの金利となっています。

この金利って誰が決めているのでしょうか?

金利にも沢山の種類があるのですが、基盤となっているのが「政策金利」です。

政策金利は中央銀行(日本なら日本銀行(日銀)、アメリカだとFRB(連邦準備理事会と言って中央銀行制度の最高意思決定機関))で話し合いをされて決められます。

中央銀行はこんな役割をしています

●紙幣の発行・・紙幣のみ発行してます。
●政府の銀行・・国民から集めた税金を公務員の給与や公共事業に出しています。
●銀行の銀行・・私達が普段使っている市中銀行から、お金を預かったり貸したりしてます。(私達は日本銀行に直接そのような事はできません。)

しかし、中央銀行の根底にある役割とは「物価の安定を図る」という役割があるのです。

お金とはまるで生き物みたいなものでして、放っておくと物価が異常に上がったり下がったりするなど経済が大変な事になってしまいます。

だから中央銀行が「こんな風な政策金利で行きますから市中の銀行もやってね」とコントロールするわけです。

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では次に景気の話に移りましょう。

一般に「好景気」という状態はどのような状態になっているかまとめてみましょう。

●会社が儲かっている
●会社が儲かっていると沢山の給料が貰える
●給料が沢山貰えると国民がいろいろとモノを買ったりサービスを受ける
●モノを買ったりサービスを受ければそれだけお金を払うから会社が儲かる

という状態です。

しかし、このループは永遠に続く事は「絶対にあり得ません。」

何故なら、企業は「多少高くても皆んな買ってくれるからもっと利益を出す為に高い値段で売っちゃお」と考えるからです。

国民も「給料沢山貰ってるから、ちょっとぐらい高くても買っちゃお」となります。

そうなるとモノやサービスの値段が徐々に上がって行きます。

そしてあるピークに達すると「高くね⁉︎」と気づき始めます。するとモノやサービスが一気に売れなくなり出します。

すると一転して「不景気」という、このような状態になります。

●モノやサービスが売れなくなる
●売れなくなると会社が儲からない
●会社が儲からないと給料が減る
●給料が減るからモノやサービスを買わなくなる

つまり景気が良すぎても危険だし、景気が悪くても生活が苦しくなるわけです。

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では、今度は好景気、不景気だった時にどのような政策金利をしていくか見てみましょう。

日本がバブル(好景気)だった頃、こんなエピソードがあります。

タクシーを捕まえる為に1万円札を見せびらかしたり、燃やしたりしてタクシーの争奪戦になったという話です。

タクシーを乗る為に何万円も払ったり、タクシー側も安いお金だと乗車拒否していたりしました。
これはお金が大量にあるからこそできる事ですよね。

つまり、モノやサービスの値段が高くてお金の価値が下がっているという状態なのです。

この状態を「インフレ」と言います。
そう、日本はバブル時代にインフレだったのです。

市場に大量にお金があると、皆さんが買いまくります。すると市場から当然モノがなくなって行きますよね。

モノがなくなっていくので皆さんは今度は買いだめするようになりますから、さらにモノがなくなっていくので物価が高騰して行きます。

これを防ぐために中央銀行は「金利を上げる」という政策金利をするのです。

金利を上げますと市場からお金がなくなって行きます。

なぜか?

現在の住宅ローンの金利は大体0.5%です。しかしバブル期の住宅ローンの金利は1990年には8.9%にまで上がりました。

銀行の金利はというと、現在は0.001%だったりしますが、バブル期は5%、郵便局の定期預金にあたっては8%もありました。

金利が高くなるとローンを組んでも金利が高いですから今度は消費者が買わなくなって行きます。

そして銀行に預けると沢山の利子がつくので預け出します。

さらに銀行からお金を借りたい人達も金利が高いのでお金を借りる人も減って行きます。

こうなると市場からお金がなくなっていき、急激な経済成長も緩和されるわけですね。

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不景気な場合の政策金利はまさにこの逆になります。

不景気だと財布の紐がかたくなり、モノを買わなくなります。そうすると市場にお金が回りません。

そこで金利を下げるわけです。

金利を下げてあげれば企業はお金を借りやすくなりますし、私達もマンションや家などを買いやすくなります。

企業は借りたお金で設備投資や新しい商品の開発をしたりして、これによって売り上げが少しずつ伸びて行きます。

こうしていくと市場にお金が回り、景気が良くなっていくのです。

FRBで金利を下げたのは、この所、中国との貿易摩擦などでアメリカの景気が下がって来てしまったからです。

そこで金利を下げて景気を回復しようとしたわけですね。

これが今回のニュースです。
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2019/08/04(日) | 時事のお話 | トラックバック(0) | コメント(0)

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