使用互补技术对于实现完全无线化至关重要

为了扩大这两种方法的应用范围并使更多的电气和电子设备完全无线化，必须利用互补技术。为了弥补可传输的电力和消耗的电力之间的差距，有必要利用储存电力的“电力存储”和允许电气和电子设备以更少的电力驱动的“省电”技术。

即使获得的电量很少，如果在不使用电气和电子设备时储存电力，则可以在需要时一次性使用储存的电力。此外，即使电力传输范围受到限制，如果电力存储在电力传输范围内，则电气和电子装置即使在电力传输范围之外也可以长时间操作。此外，如果电子设备首先消耗的电力较少，那么可以利用存储的电力完成更多的工作，并且您可以在任何您喜欢的地方使用它更长的时间。

如果“蓄电”和“节电”都能进步，“本地生产和用电技术”和“无线传输电力技术”的效果会更大。但迄今为止，“蓄电”和“省电”的进展却存在较大差异（图2）。

[图2]功耗呈指数级下降，蓄电容量逐渐增加
（左）每个晶体管切换期间功耗降低的趋势，
(右)二次电池能量密度提升趋势
来源：根据公司演示材料和学术论文创建

长期以来，降低电气和电子设备的功耗一直在快速进展。特别地，由于半导体器件的小型化和电源电压的降低，形成电子电路的晶体管切换期间的功耗呈指数级下降。此外，近年来，设备内的电源管理技术和提高电源电路的效率方面取得了显着的进步。只要这些技术发展趋势继续下去，电气和电子设备将继续消耗更少的电力，并且可以完全无线化的设备数量肯定会增加。

然而，电力存储装置的容量虽然逐年增加，但进展缓慢。以典型的储能装置二次电池（可多次充电、使用的电池）为例，单节电池的容量需要10到15年才能增加一倍。

半导体器件的功耗之所以快速进步，是因为器件面积每两年左右就能减少一半。功耗具有与元件面积成正比的特性，元件的小型化直接导致功耗的降低。另一方面，增加蓄电装置的存储容量的最快方法是使装置变得更大。然而，这使得使用不太方便并且增加了成本。我们别无选择，要么重新考虑储能的基本原理，要么将构成储能装置的材料改为性能优越的材料。这需要很长时间。

电力存储设备的发展正在迅速加速

然而，近年来，电力存储设备的发展开始以前所未有的速度前进。这增加了电气和电子设备未来完全无绳化的可能性。在此，我想介绍一下储能设备的前沿技术发展，并探讨通过前沿技术的应用来消除电源线的可能性。

首先，为了更清楚地了解储能器件的发展及其影响，我想简单介绍一下我们迄今为止在储能器件技术开发方面所做的努力。储能器件技术的优劣正在成为决定电动汽车、工业设备甚至家用电器等许多电气电子设备价值的重要点。该领域的知识可能在生活和工作中更有用。

有两个指标表明储能设备的性能。一是功率密度，代表一定时间内可以输入和输出的功率量。换句话说，它是爆发力的指标。另一个是能量密度，它是指给定尺寸的每个设备可以存储的电量。换句话说，它是可持续性的指标。在选择能够储存更多电量的蓄电装置时，应选择能量密度更高的蓄电装置。然而，如果您想快速充电或驱动电动汽车等重负载电气设备，则需要选择具有高输出密度的设备。换句话说，在这两项指标上得分高的储能器件非常适合使电气和电子设备完全无绳化。

有两种类型的储能装置，它们的储能原理截然不同（图3）。一种是利用静电充电的物理现象来储存电力的“电容器”。^＊1''。双电层电容器（EDLC）用作驱动电气和电子设备的电容器。^＊2被使用。另一种类型是“二次电池”，它利用化合物的氧化还原反应的化学现象来储存电力。镍氢二次电池^＊3和锂离子二次电池^＊4就是一个典型的例子。

[图3]作为电容器的典型示例的双电层电容器和作为电池的典型示例的锂离子二次电池的结构和蓄电原理
来源：根据 TDK 和 NEDO 的技术数据创建