노벨 화학상의 요시노 아키라 이사장에게 묻는 【전편】환경 문제를 리튬 이온 전지가 해결?!

기술연구조합 리튬이온전지 재료평가연구센터(LIBTEC)
요시노 아키라 이사장

1948년생.
교토 대학 대학원 공학 연구과 석사 과정 수료, 오사카 대학 대학원 공학 연구과 박사 (공학) 취득.
1972년 아사히카세이 주식회사에 입사 후 기술 분야를 걸어 유리 접착성 필름, 리튬 이온 전지 등의 연구 개발에 종사한다.
2010년부터 현직. 2017년부터 아사히카세이 명예 휄로우.
2004년 리튬 이온 2차 전지 개발의 공적에 의해 자선 포장, 2019년 노벨 화학상, 문화 공로자 및 문화 훈장 수장.
저서에는 「리튬 이온 전지 이야기」(시엠씨 출판, 2004), 「전지가 일으키는 에너지 혁명」(NHK 출판, 2017) 등이 있다.

Q : 요시노 이사장의 연구는 지구 온난화 문제의 해결에도 이어진다고 합니다. 2020년 1월에는 탈탄소 사회를 향한 연구기관 「제로 에미션 국제 공동 연구 센터」의 센터장으로도 취임되었습니다. 그렇다면 환경 문제를 해결하는 방법에 대해 생각해 보시겠습니까?

요시노：지금까지의 기술은, 사용하면 「편리하게 되는」 것으로 보급되어 왔습니다. 예를 들어, 일단 전기 세탁기가 발매되었을 때는, 이것으로 차가운 우물물을 사용하는 것도 세탁판으로 제거해도 하지 않아도 된다고 박수 갈채로 받아들여져, 모두가 그것을 손에 넣으려고 했습니다.

그러나, 모든 제품의 고성능화·다기능화가 진행되어, 한가지가 충족된 현대에서는, AI나 IoT등의 최신 기술로 「편리하게 된다」라고 들려도, 그다지 마음은 떠오르지 않습니다. 많은 사람이 지금의 스마트폰에서도 충분히 편리하다고 느끼고 있을 정도니까.

앞으로 사람들에게 원하는 제품을 만들려면 기업도 편의성을 추구할 뿐만 아니라 그 이외의 이유를 부가해야 합니다. 나는 "환경 문제 대책에 기여한다"는 것이 중요한 키워드라고 생각합니다.

산업혁명 이후 급격히 _CO2 농도가 올라가고 있는 것은 사실이며, 지구가 20억년에 걸쳐 만든 화석연료를 인간이 수백년에 다 써버린다는 것은 힘든 일입니다.

다행히 현재 세계에서 지구 온난화 대책이나 환경 부하 저감에 대한 의식이 높아지고 있어 생활자도 환경 대책의 마인드를 가지게 되었습니다. 편리성 외에도 환경 친화적 인 것이 중요하며 가격이 저렴하면 팔리는 제품이 될 것입니다.

편리성·환경성·경제성의 3가지 밸런스를 취하면서 기업도 환경에 대한 대처를 나타낼 필요가 있습니다.

AI나 IoT는, 지금까지 불가능했던 쉐어링 이코노미(공유형 경제)를 실현하는, 바로 환경을 지키기 위해서 태어난 기술이라고 생각하고 있습니다. 환경을 배려한 전기자동차(EV)도 조금씩 침투하고 있는군요.

Q : 가솔린 차량이 모두 EV로 대체되는 것은 가능한가요? 좀처럼 이미지하기 어려운 것처럼 느낍니다.

요시노 : 지금 달리는 자동차가 100% EV가 되지 않을 것입니다. 나는 무인자동운전을 하는 AI탑재의 전기자동차(AIEV)가 쉐어링 전용차로서 보급해 가는 것이 아닐까 생각합니다.

이렇게 되면 자동차 산업도 크게 바뀔 것입니다. 구글이 안드로이드 OS를 개발해 무상 제공해, 세계의 OS 시장의 약 75%의 쉐어를 획득한 것처럼, AIEV도 무상 공여되어 가는 것은 아닐까요.

자동차를 파는 것이 아니라 모빌리티를 어떻게 생각하고 어떤 사업을 하는지가 중요합니다.

Q : AIEV의 개발·보급을 위해, 탑재하는 전지에 요구되는 조건도 바뀔까요?

요시노: 예를 들어 지금은 운전하는 인간의 사정에 맞추기 위해서도 급속 충전이 필요하다고 합니다. 그것이 AI에 의한 자동 운전이 되면, 충전이 필요한 타이밍이나 효율적인 스케줄은 AI가 예측하기 때문에, 충전의 스피드는 묻지 않게 될 것입니다.

IoT나 5G로 차끼리 통신하고 있기 때문에, 만약 전지 끊김을 일으켜도 대차의 준비도 만전에 할 수 있습니다.

또, 쉐어하기 때문에 코스트를 그다지 생각하지 않아도 되고, 오히려 가동률이 오르므로 「내구성」이 중요하게 될 것입니다.

10명으로 쉐어한다면, 개인의 비용 부담이 10분의 1이 되는 것과 동시에, 차 1대에 대해서는 「10배 일하기 때문에, 10배 오래 하는 전지가 필요」라고 하는 것이군요. 이러한 동향도 생각하면서, 다음의 전지의 본연의 방법을 생각하고 있습니다.

Q : 다시, 리튬 이온 배터리는 무엇이며 무엇이 우수합니까?

요시노：충전해 재사용이 가능하고, 한층 더 전해액을 궁리하는 것으로 소형화・경량화를 실현한 것입니다. 여러분에게 가장 친숙한 것은 휴대전화나 스마트폰, 노트북 등의 모바일 배터리입니다.

1981년 리튬이온전지의 연구개발에 착수하기 시작한 이런 모바일 IT기기의 보급은 상상할 수 없었다. 인터넷의 보급이 시작된 1995년 이후에는 특히 IT혁명에 따라 세계가 크게 바뀌어 모바일 IT기기용으로 오래 지속되는 소형 배터리가 필수가 되었습니다. 이후 리튬 이온 전지가 시대를 지원하게 되었습니다.

또, 향후 가장 기대되고 있는 것이, 전기 자동차의 동력원이라고 하는 용도입니다. 이것은 환경·에너지라고 하는 필드에서의 변혁, 말하자면 전지가 일으키는 에너지 혁명이라고도 할 수 있는 조류에 있어서, 지속 가능한 사회의 실현에 크게 공헌하는 것이 될 것입니다.

Q : 리튬 이온 배터리의 EV에 대한 보급은 얼마나 진행되고 있습니까?

요시노：실은 리튬 이온 전지의 사용 용도는, 2018년의 시점에서 모바일 IT 기기용의 수요에 비해, EV용의 수요가 역전해 상회하고 있습니다.

또, 각 메이커는 5년 앞 정도까지, 사용하는 전지의 계획을 책정하고 있어, 2025년에는 EV용이 모바일용의 10배 가까이가 되면(자) 시산할 수 있습니다.

그래도 2025년 시점에서 신차 판매 대수에서 차지하는 EV의 비율은 15% 정도로, 나머지 85%는 기존의 가솔린차, 디젤차로 보여지고 있습니다.

크게 세계가 바뀌는 것은 2025년 이후일 것입니다. 보다 실용적으로 된 AI나 IoT등의 기술과 융합해, 무인으로의 자동 운전이 가능해지는 AIEV가, 힘차게 세계관을 바꾸어 버릴 것입니다.

Q : AIEV에 따라 어떤 변화가 기대됩니까?

요시노 : 공유가 일상화 될 것으로 기대합니다. 인간이 운전하지 않게 되는 것으로 마이커라는 개념이 없어져, 어떤 사람이 필요할 때에 자동적으로 차 쪽이 오는, 그런 이미지군요.

그렇게 되면, AIEV 자체가 제조 비용이 드는 고가인 것이라도, 대인원수로 쉐어하기 때문에 개인의 비용 부담은 크게 경감되게 됩니다. 과소지 등의 교통 인프라로서도 기대할 수 있을 것입니다.

또한 축전 시스템으로도 기대됩니다. 화력 발전에 의지하지 않는 재생 가능 에너지를 사회에서 활용해 나가려면 축전 시스템이 중요합니다만, 거리에 있는 AIEV 자체를 활용할 수 있으면, 대규모 인프라 투자는 불필요해집니다.

대인원수로 사용한다는 의미의 쉐어링에 가세해, 용도로서도 이동 수단 뿐만이 아니라 축전에도 활용해 가는, 이것도 어느 의미에서의 쉐어링이라고 할 수 있겠지요.

Q : 만든 것을 풀 가동시키는 것으로, 환경과 경제에도 플러스가 될 것 같습니다.

요시노：인류가 만들어 온 것 중에는 가동률이 좋지 않은 것도 있습니다.

예를 들어 태양 전지가 그 예입니다. 하루 중 발전해 일하는 것은 8시간 정도로, 이후의 16시간은 놀아 버리고 있습니다.

거기서 발상을 전환해, 통상은 루프탑의 태양전지는 설치하지 않는 호설지대등으로, 낮에 발전한 전기를 야간에 흘려, 눈을 녹여 눈 내림을 불필요하게 한다고 하는 연구도 진행되고 있습니다.

새로운 기술을 보급시키고 싶지만, 비용이 목이 되는 경우에는 제조 비용을 2분의 1로 하는 것은 곤란하더라도, 사용법이나 개념 등의 발상을 전환시킴으로써 2배의 가치 창출을 할 수 있으면, 투자 대 효과도 알 수 있을 것입니다.

Q : 앞으로 리튬 이온 전지와 세계는 어떻게 될 것이라고 생각합니까?

요시노：2025년까지는 리튬 이온 전지도 현재의 계획대로 보급해 나갈 것이라고 생각합니다만, 그 앞은 전혀 다른 세계가 되어, 전지의 특성도 다른 것이 요구되게 된다고 생각합니다.

실제로, 지금도 리튬 이온 전지의 개발을 시작한 1980년대에는 상상도 할 수 없었던 세계가 퍼져 있는 것입니다. 5년 후, 10년 후에는, 지금의 우리의 상상으로부터는 있을 수 없는 세계가 실현되는 것이 아닐까요.

그 때에는 지금의 GAFA와 같은 세계를 제패하는 정도의 새로운 기업, 새로운 산업이 나올 것이라고 생각합니다. 그것이 일본에서 태어나길 바래요.

Q : 새로운 시대에 맞서는 젊은이에게 조언을 부탁합니다.

요시노：세계가 크게 바뀌는 고비가 다가오고 있기 때문에, 젊은이에게는 절호의 기회라고 생각합니다. 그 기회를 얻으려면 미래를 바라보고 자신의 능력을 닦아야합니다.

내가 자주 젊은이에게 말하는 것은 35세의 자신에게 투자해라.

35세 전후라고 하는 것은 어느 정도 지식이 붙어, 권한이 있는 연령입니다. 역대 노벨상 수상자가 수상대상이 된 연구를 시작한 연령은 평균 36.8세로, 나의 경우도 33세였습니다.

35세 정도에 큰 일을 시작할 수 있도록, 그것을 향해 무엇을 공부하면 좋을지를, 밀어붙이는 것이 아니라 스스로 생각해 실행한다. 확실히 골을 설정하면, 나머지는 포기하지 않고 노력할 뿐.

이런 식으로 인생은 고비를 설정하고 행동하는 것이 좋다고 생각합니다.

후편에서는 현재 개발을 추진하고 있는 차세대 전지의 전고체 전지와 개발 거점인 LIBTEC과 DNP의 관계 등에 대해 이야기를 듣고 있습니다.

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