（書評）電子とイオンの機能化学シリーズVol.1 いま注目されているニッケル-水素二次電池のすべて

監修の辞

　科学における原理・原則は不動ですが，研究開発の進展にともなって，それはより精細に解明，確立されてきています。現在，ハイテクとかファインケミカルなどと呼ばれる「近代科学技術」の展開は，広範，精細に解明された諸現象の原理・原則や，微細組織に及ぶ材料の物性研究に基づく広範で精密な基本的諸特性の整備などに裏付けされ，しかも広範囲に総合されて，初めて確固たる発展がもたらされるものと考えられます。
　このたび，「電子とイオンの機能化学」と冠題して，電気化学の理論と応用について，対象をやや細かく分割し，複数巻の発刊を企画したのも，上述の理念に基づくものです。
　すなわち，電気化学は「化学反応と電気エネルギーの関連を取り扱う科学」と定義され，基本的には物理化学の一部門と見なされてきました。しかして昨今，科学技術の高度の発展の中で，電気化学の理論的研究も進展して，平衡論的にも動力学的にも精細に解明，整備されました。一方，電子工学やエネルギー科学，精密化学などの発展が，電気化学的反応や操作の特異性を認めて，高純度，高精度を求める工業技術に応用されるにいたったのが現状といえます。
　ことにマテリアルサイエンスの分野では，「材料の製造，精製，加工」から「機能の測定，評価」にいたる，多くの工程での重要な操作，反応として電気化学が応用されています。
　本来，すべての物質の機能や特性は，分子レベルにおける内部電子，外部電子や軌道電子などと密接な関係にあります。他方，電気化学は「Electro-Chemistry」の原語が示すように，化学反応と電子（electron）の挙動との関係に注目する学問，と近年理解されるにいたって，材料の機能を取り扱うマテリアルサイエンスの分野における電気化学が，いかに重要かは論じるまでもないことでしょう。
　しかしながら，工業技術としての立場では，電気化学も一般的な単位反応，単位操作と同程度に取り扱われて，電気化学の特徴，すなわち電気化学反応では，
　1）電極電位によって反応の種類が制御され，
　2）反応速度は流れる電流の大きさで制御される，
という優れた解析性，管理性に注目されず，きわだった評価もされていない傾向にあります。そのため応用の面で電気化学的反応や操作を数理的に考察，研究するまでにいたらず，性能，効率の向上を推進するための意欲や努力を阻害する恐れもあります。
　これは要するに，物理化学として基礎理論は高度に発達し，数理的解析も可能となっている学理的な部門と，実学としての工業技術とが機能的に融合していないためでありましょう。
　そこで本企画では，応用電気化学の現場を実例としてとりあげ，そこで実施されている電気化学的操作，反応を理論的に解説し，さらに高度で適切な電気化学的操作，反応の導入が考えられる場合はこれも示唆して，技術的改善の参考にも資していただくことを期待しています。
　なお，現代の工業技術は工程の全般を通じて，技術の総合的構成によって成り立っていることを理解していただくべく，製造や加工，組立などの全工程を具体的に記述して，工業技術者が学ぶべき広範な知識と技術の概略も述べています。
　「電子とイオンの機能化学」の出版計画は叢書の形式をとり，各巻では現在注目されている課題の一つをとりあげてその巻の主題とし，その課題の工業技術において適用される電気化学的操作や反応の理論を解説し，理論の適用・展開による機能材料の開発，材料機能の活用・評価などを実業に即して記述する，というのが基本的編集方針です。　叢書としてとりあげる課題は，当面下記の5巻を決定しました。
　第1巻　いま注目されているニッケル‐水素二次電池
　第2巻　大容量電気二重層キャパシタの科学と技術
　第3巻　表面技術と電気化学（仮称）
　第4巻リチウムイオン電池（仮称）
　第5巻　固体高分子形燃料電池（仮称）
　第6巻以降は，機能材料の製造・加工，センサ，有機電解合成，生物化学，応用電極触媒，腐食・防食，材料機能の測定・評価など，順次選定の予定です。
　本企画では11名よりなる企画委員会にて，第1巻から以後の各巻の課題を決定し，さらに各巻の編著者（1名～複数名）を選定，委嘱し，編著者によりその巻の編集委員会を編成していただき，各巻の企画，編集を一任しています。
　なお，本企画ではいずれの巻も応用電気化学の研究者，ならびに技術者を対象にしての技術書として編集していますが，電気化学を専攻しようと考えておられる学生の方々にも，よき参考書となるものと考えています。

監修者　田村　英雄

序

　水素吸蔵合金の研究がクリーンな水素エネルギー系の利用と関連して，わが国で研究が始められたのは1960年代の後半のことである。しかし，残念ながら水素の貯蔵，輸送，そして燃料電池などを用いる効率のよい利用はまだ成功したとはいえない。このような経過のなかで，水素吸蔵合金の組成，構造，性質については広く深く研究され，多大な研究成果が明らかにされている。1970年代の半ばには，水素吸蔵合金で作製された電極の電気化学的特性の研究成果が報告された。その後，1980年代に入ってからは，わが国の研究者がニッケル‐水素二次電池の開発に熱心に取り組み，その成果として実用ニッケル‐水素二次電池が実現したことは，誠に喜ばしいことである。
　わが国で開発されたニッケル‐水素二次電池は，各種電子機器の電源として従来広く使用されてきた密閉形ニッケルーカドミウムニ次電池に代わる，大容量で環境にやさしい電池として受け入れられてきた。今日では携帯電話，ビデオ，ノート型パソコンなどの電子機器に用いられ，さらに高出力電池としての特性を応用して，電動工具類の電源としても使用されている。それはこの電池が高出力・高エネルギー密度の電池であると同時に，厳しい使用条件にも対応できること，過充電・過放電にも耐えることができるからである。このような特性は電気自動車の実用化とともに，ニッケル‐水素二次電池とエンジンのハイブリッド車の実現にもつながっている。
　本書では図を多く入れ，高度なニッケル‐水素二次電池について，やさしくわかりやすく説明した。ニッケル‐水素二次電池に興味のある方々はもとより，最近になって水素吸蔵合金やニッケル‐水素二次電池の研究に携わられている方々，またニッケル‐水素二次電池の研究開発に携わることになられた方々，この種の電池の応用分野，さらにその応用の可能性について考えておられる方々のお役に立つことを心より願っている。
　本書を草するにあたり，この分野で活発に活躍されている方々にご執筆をお願いしたところ，快く引き受けてくださり，充実した原稿を執筆していただいたことに深く謝意を表したい。またこの「電子とイオンの機能化学シリーズ」の最初に書となる本書の企画，編集，出版に対して，たえず激励しお世話くださった，(株)エヌ・ティー・エスの松風まさみ氏に厚くお礼申し上げる。

2001年6月　　編著者　　池田宏之助
岩倉　千秋
松田　好晴