of rechargeable batteries.

二次電池の

It promises more power, better safety, faster charging,

より強力なパワー、より優れた安全性、より速い充電を約束します。

and a longer lifespan.

と長寿命化を実現します。

And, in theory, could be any shape you want it to be.

そして、理論的には、どんな形にもすることができます。

Private companies and research labs are racing

民間企業や研究所がしのぎを削る

to crack the code for a battery

電池の暗号を解読する

that could someday replace these,

というのも、いつの日かこれに代わるものが出てくるかもしれないからです。

the ever-present lithium ion.

リチウムイオンは常に存在する。

And one company is taking it a step further

そして、ある企業はさらに一歩進んだ取り組みを行っています。

and wants to change our idea

と、私たちの考えを変えたいと考えています。

of what a battery can even look like by 3D printing them.

電池を3Dプリントすることで、どのような形状の電池ができるのか。

Let's take a step back and explain what a battery is.

ここで一歩踏み込んで、電池とは何かを説明しましょう。

A typical battery works

一般的なバッテリーの動作

by converting chemical energy into electricity.

化学エネルギーを電気に変換することで

We need a positive end, or cathode.

プラス端、つまり正極が必要なのです。

In this case, a zinc-coated nail.

今回は、亜鉛メッキの釘です。

And a negative end, or anode,

そして、マイナス端（陽極）。

which is our copper penny.

というのは、私たちの銅のペニーです。

We also need something to connect these two

また、この2つをつなぐ何かが必要です

called the electrolyte.

を電解液と呼びます。

That's where our potato comes in.

そこで登場するのが、私たちのポテトです。

I'm just gonna do one in here. One in here.

ここで1つだけやる。ここに1つ

Each end reacts chemically with the potato

それぞれの末端がジャガイモと化学反応を起こす

and the anode actually releases electrons

であり、陽極は実際に電子を放出する

which travel along this wire back to the cathode.

が、この線に沿ってカソードに戻る。

This flow of electrons is actually what's converting

この電子の流れが、実は

that chemical reaction into electricity.

その化学反応を電気に変換する。

Now that didn't really do anything, as you can see.

これで、ご覧のように何もできなくなった。

But if we add a few more potatoes,

でも、もう少しジャガイモを増やせば

we'll probably get this light to work.

この光で、きっとうまくいくはずだ。

Thank you.

ありがとうございます。

These clips are so hard.

このクリップはとても硬いんです。

And now... Lights, please.

そして今...明かりを頼む

Hey, that was pretty good.

ね、なかなかいい感じでしょう。

So that's the foundation of any chemical battery.

これが化学電池の基本なんですね。

Lithium ion batteries are some

リチウムイオン電池は一部

of the most successful versions of this.

の、最も成功したバージョンです。

But there's room for improvement

しかし、改善の余地はある

and startups are adjusting two key elements of the design,

とスタートアップは、デザインの2大要素を調整しています。

the electrolyte and the anode.

電解液と陽極の

- Most batteries today,

- 現在のほとんどの電池は

pretty much every battery you will buy,

電池を購入する際に、ほとんどすべての電池を購入することができます。

has a liquid electrolyte in it.

は、液体の電解質を含んでいます。

- We actually call them lithium ion batteries

- 実際にはリチウムイオン電池と呼んでいます

because the electrolyte is full of lithium ions

電解液がリチウムイオンで満たされているため

moving the charge around.

電荷を移動させる

Liquid electrolytes are great conductors.

液体の電解質は優れた導電体です。

But they're volatile, particularly when damaged

しかし、特にダメージを受けると不安定になります

or at high temperatures.

または高温で

And if you watch the news,

そして、ニュースを見ていると

you've probably seen reports on incidents like this.

このような事件の報道を目にしたことがあるのではないでしょうか。

- [Announcer] Her phone caught fire.

- 携帯が燃えたんだ

- [News Anchor] Model S Plaid burst into flames

- ニュースアンカー】モデルSプレイドが炎上。

earlier this week.

今週の初め

- May have sparked a fire at a local recycling plant

- 地元のリサイクル工場で火災が発生した可能性

is something that's plaguing those centers

は、それらのセンターを悩ませています。

across the country.

を全国に展開しています。

- We get it. There's a safety issue.

- それはわかった。安全性に問題がある。

One solution is to use a more stable, non-flammable

一つの解決策として、より安定した不燃性のものを使用することです。

solid material instead.

の代わりにソリッドマテリアルを使用します。

Right now, lots of companies

今、多くの企業が

building these solid-state batteries are experimenting

この固体電池を作るための実験が行われています。

with electrolytes made from all sorts of materials

あらゆる素材からなる電解質で

like ceramics, glasses, and polymers.

セラミックス、ガラス、高分子など。

The other big upgrade is finding a more powerful material

もう一つの大きなアップグレードは、より強力な素材を見つけることです。

to use for your anode.

を陽極に使用します。

Your regular old lithium ion batteries use graphite

通常のリチウムイオン電池はグラファイトを使用しています。

which already works pretty well.

というのは、すでにかなり効いています。

But there is a more powerful candidate out there.

しかし、そこにはもっと強力な候補者がいる。

- The holy grail for battery anodes

- バッテリー負極の聖杯

has been lithium metal.

は、リチウム金属である。

And that's not lost on people.

そして、そのことが人々に伝わらないことはない。

- So lithium metal has a higher capacity

- だから、リチウム金属は容量が大きい

than other anodes like silicon or graphite,

シリコンやグラファイトなどの他のアノードよりも。

but it's hard to work with.

が、仕事がしにくい。

It tends to form these little microscopic structures

このような小さな微細な構造を形成する傾向があります。

called dendrites that can short the battery.

電池をショートさせる可能性のあるデンドライトと呼ばれる。

That's been a big problem for liquid electrolytes.

それが、液体の電解質には大きな問題でした。

But using a solid material could improve things.

しかし、固い素材を使うことで改善される可能性があります。

- The way I think about dendrites is like the roots

- デンドライトの考え方は、根っこのようなものです。

of a tree system.

ツリーシステムの

So the roots are growing.

根っこが伸びているんですね。

You wanna stop the roots from, you know,

根っこの部分を止めたいんですよね。

kind of coming into your house.

のようなものが家に入ってくる。

So what do you do?

で、どうするんだ？

You put a concrete wall or something really hard,

コンクリートの壁とか、すごく硬いものを置くんですね。

so mechanically stopping.

機械的に止まるので

- So a good solid electrolyte can stand up

- だから、良い固体電解質は耐えられるのです。

to those little dendrites

その小さな樹状突起に

and still allow for the easy flow of ions back and forth.

とはいえ、イオンを簡単に行き来させることは可能です。

(upbeat music)

(アップビート・ミュージック)

Over the past few years,

この数年で

there's been a lot of improvement in these new materials.

これらの新素材は、かなり改良されています。

Today, leading startups are looking

今日、有力なスタートアップ企業が注目しているのは

to get their pilot batteries out of the lab

パイロット・バッテリーを研究室から持ち出すために

and into a factory.

そして工場へ。

And one California-based company, Sakuu,

そして、カリフォルニアに拠点を置く1社、サクー。

is taking an even bigger swing.

は、さらに大きな揺さぶりをかけています。

They're designing solid-state batteries

固体電池を設計している

with lithium metal anodes,

をリチウム金属負極とした。

and they want to 3D print them.

を3Dプリントしたいとのこと。

- The only way to go into this direction

- この方向性で行くしかない

of having more sustainable, safer, superior batteries

より持続可能で、より安全な、より優れた電池を持つこと。

is to, at some point in time,

は、ある時点で、です。

challenge the manufacturing process.

は、製造プロセスに挑戦します。

- [Lizzie] So most batteries today are made

- リジー）だから、今のバッテリーはほとんど作られている。

with a process called roll-to-roll manufacturing.

を、ロール・ツー・ロール製法と呼ばれる製法で製造しています。

The materials are rolled out in long sheets

素材は長尺シートで展開される

and then cut down for individual battery layers.

をカットし、各電池層に対応させる。

3D printing, on the other hand,

一方、3Dプリンターはというと。

could let Sakuu cram more layers

サクーにもっとレイヤーを詰め込ませることができる

into the same amount of space,

を同じスペースに入れることができます。

improving the overall capacity of the battery.

バッテリー全体の容量を向上させることができます。

- [Arwed] So it's not like today

- 今日とは違うんだ

where you have them in a pouch

ポーチに入れているところ

and the battery is just inside, the layers are inside,

で、バッテリーはちょうど内側、レイヤーは内側です。

it has to be sealed.

封印する必要があります。

But in the printer with a Sakuu Kavian platform,

でも、サクウカビアン台搭載のプリンターで。

our printer platform, we can create these batteries

この電池は、当社のプリンタープラットフォームで作成することができます。

right in the printer and this is how they look like.

プリンターで印刷すると、このようになります。

- [Lizzie] It's how Sakuu hopes to outcompete

- リジー）それは、サクウがいかに競争に打ち勝つかということです。

other solid-state startups and lithium ion makers

他の固体スタートアップやリチウムイオンメーカーなど

who are sticking with roll-to-roll.

ロールツーロールにこだわっている人

- So it really takes the combination

- だから、本当に組み合わせが必要なのです。

of the good battery design

バッテリー設計の良さ

and the superior manufacturing technology.

と優れた製造技術に支えられています。

Staying with roll-to-roll

ロールツーロールであり続ける

for sure would not enable us

を実現することはできません。

to even have higher energy densities than anybody else.

は、誰よりも高いエネルギー密度を持つことさえあります。

- Okay, a big caveat to all of this.

- さて、ここで大きな注意点があります。

Sakuu has 3D printed solid-state batteries in their lab,

サクウは研究室で固体電池を3Dプリントしています。

but has not yet fully printed a battery

が、まだ電池を完全にプリントしていない

using their prototype.

を、そのプロトタイプを使って

In fact, we couldn't even film

実は、撮影すらできなかったのです

the 3D printer prototype itself.

3Dプリンターの試作品そのものです。

Sakuu says that's because there's just too much

朔ちゃん曰く、それは「量が多すぎるから」だそうです。

proprietary stuff going on that they're not ready

まだ準備の整っていない独占的なものがある。

to reveal to the public yet.

は、まだ公開されていません。

They actually have this prototype built,

実際にこのプロトタイプが作られているそうです。

they're doing tests,

テストをしているのです。

and they're trying to figure out

を解明しようとしているのです。

how to make the best battery

最高の電池を作るには

using this manufacturing process.

この製造工程を利用して

What we're about to show you

これからお見せするもの

is actually the 3D printed model of that 3D printer.

は、実はその3Dプリンターの3Dプリントモデルなのです。

Meta, I know

メタは知っている

- [Arwed] This platform can use several, too.

- アルウェド】このプラットフォームも、いくつか使えるんですよ。

So it can print metals, it can print ceramics,

金属もセラミックも印刷できる。

and it can print polymers.

で、ポリマーを印刷することができます。

And it's printing those layer by layer

そして、それを一枚一枚プリントしているのです

and that's the key aspect to make it faster.

というのが、高速化するための重要なポイントです。

- [Lizzie] How fast? Well, we're not exactly sure yet.

- 速さは？まだ正確にはわからないわ

Sakuu hopes that one day each machine would be able

サクウは、いつの日か一台一台のマシンが使えるようになることを望んでいます。

to produce 40 megawatt hours of energy storage annually.

で、年間40メガワット分のエネルギー貯蔵が可能です。

In normal terms, that's about the same

普通に考えれば、そのくらいは

as 500 electric car batteries per year.

電気自動車用バッテリーとして年間500個

But this prototype works differently

しかし、このプロトタイプは違う仕組みになっている

than your conventional 3D printer.

従来の3Dプリンターよりも

Usually a printer deposits a layer of material,

通常、プリンターは材料の層を堆積させます。

waits for it to solidify, and then adds the next layer.

が固まるのを待ち、次のレイヤーを追加します。

Here, each layer gets printed

ここでは、各層が印刷される

and is quality controlled simultaneously.

で、同時に品質管理されています。

Excess material can be recycled within the system.

余分な材料はシステム内で再利用することができます。

The layers are stacked tightly together at the very end

最後の最後でレイヤーをきっちり重ねています

and out pops a battery.

電池が飛び出す

But the most surprising perk of this process isn't power

しかし、このプロセスで最も驚くべき特典は、パワーではありません

or safety or cost.

や安全性、コストなど

It's really about form factor.

本当にフォームファクターが重要なんです。

Look at these batteries.

この電池を見てください。

They're mostly rectangular or cylindrical.

長方形か円筒形が多いですね。

That's because it's hard when using roll-to-roll

それは、ロール・ツー・ロールを使うときに難しいからです。

to actually make different shapes.

を使って、実際にいろいろな形を作ることができます。

It would require new tools, more waste,

新しい道具が必要になるし、無駄も増える。

and probably a higher price tag.

そして、おそらく価格も高くなる。

3D printing could be much more flexible.

3Dプリンターは、もっと柔軟に対応できるはずです。

- Look at this in the future,

- 将来的に見てください。

you will see batteries which actually become a part,

実際に部品となる電池を見ることができます。

an integral part of a product.

製品に不可欠な部品である。

For example, if you look at AR/VR glasses,

例えば、AR/VRメガネに注目すると。

the temple arm of the glasses could be a printed battery.

メガネのテンプルアームは、プリント電池かもしれません。

Or you look at a a cell phone

あるいは、携帯電話を見て

where maybe the case of the cell phone

もしかしたら携帯電話の場合

is actually a battery.

は、実はバッテリーなんです。

- [Lizzie] So the battery isn't just more powerful itself.

- リジー）バッテリーの性能が上がっただけではないんですね。

It can also fill in dead space,

また、デッドスペースを埋めることも可能です。

maximizing its footprint in a product,

製品のフットプリントを最大化する

and boosting power that way too.

と、そっちもパワーアップ。

You wouldn't have to necessarily design a product

必ずしも製品を設計する必要はないでしょう。

around a battery.

電池の周りに

You could design the battery around your product.

製品に合わせた電池の設計が可能です。

And this is obviously not the real printer.

そして、これは明らかに本物のプリンターではありません。

So what's the like footprint of one of these?

では、この1台のフットプリントはどのようなものなのでしょうか？

- [Arwed] For this first one,

- アルウェド】この最初の1枚に。

the footprint is around 10 meters long.

フットプリントの長さは約10mです。

This is now our first prototype, right?

これが今、私たちの最初のプロトタイプなんですね。

- [Lizzie] Total reinvention is obviously risky.

- リジー】全面的な改革は、明らかにリスクが高い。

The company claims that their process

同社は、そのプロセスについて次のように述べています。

could reduce manufacturing costs,

は、製造コストを削減できる可能性があります。

but they wouldn't share the actual price tag

しかし、実際の価格は教えてもらえなかった。

of the printer with us.

私たちと一緒にプリンターの

On top of that,

そのうえで

you're introducing a new manufacturing process

新しい製造工程を導入する場合

to an established industry,

確立された産業に

and that's always gonna be a challenge.

そして、それは常に挑戦である。

And they're not the only ones taking this approach.

そして、このようなアプローチをとっているのは、彼らだけではありません。

Other companies like Blackstone Resources

Blackstone Resourcesと同様の機能を持つ他の企業

and Photocentric are also working on 3D printed batteries.

やPhotocentric社も3Dプリント電池に取り組んでいます。

While all this R&D has been happening,

このような研究開発が行われている間にも

lithium ion batteries are just getting cheaper

リチウムイオン電池は安くなる一方

and more powerful.

とより強力になりました。

That's really tough to compete with.

これでは、とても太刀打ちできません。

Sakuu is currently building out its first factory

サクウは現在、第一工場の建設を進めています

and hopes to get sample batteries out to their clients

と、サンプル電池を顧客に配布することを希望しています。

in 2023.

を2023年に発表する予定です。

- So this facility will only host

- そのため、この施設はホストのみとなります。

our own battery manufacturing,

電池を自社で製造しています。

which is, of course, needed to prove the process

を証明するために必要であることは言うまでもありません。

to show everybody that our technology works successfully.

私たちの技術がうまく機能していることを皆に示すためです。

- [Lizzie] While startups like Sakuu

- リジー】サクウのようなスタートアップがある一方で

are putting their first generation products to the test,

は、第一世代の製品をテストしています。

the need for more advanced batteries is only growing.

より高度な電池へのニーズは高まるばかりです。

The goal isn't just to get a better battery into your phone,

目標は、より良いバッテリーを携帯電話に搭載することだけではありません。

it's increasing range for electric vehicles

電気自動車の航続距離を伸ばす

and large scale storage for a decarbonized energy grid.

と大規模蓄電池の組み合わせで、脱炭素型エネルギーグリッドを実現します。

But to take on the world of lithium ion,

しかし、リチウムイオンの世界に挑むには。

newcomers can't just be a little better.

新人は、ちょっとやそっとのことではダメなのです。

- Which means that what we have to do

- ということは、私たちがやらなければならないことは

to get this material to be commercial

この素材を商品化するために

is we've got to make them perfect.

は、完璧なものにしなければならない。

Because if it's not perfect,

なぜなら、もし完璧でなかったら

they've become a significant challenge

重要な課題となっている

when it comes to trying to make this into a battery

これをバッテリーにしようとすると

that'll stand the test of time

時が経っても変わらない

and power all the things we want to power.

そして、私たちが望むすべてのものをパワーアップさせる。

- That one's there.

- あれがあるんです。

I think we should cut.

切るべきだと思います。