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MIT、結露から発電する仕組みを発明

〜スマホを湿気た場所に置くだけで充電可能に

実験用チャンバー

 米マサチューセッツ工科大学(MIT)のNenad Miljkovic氏らの研究チームは14日(現地時間)、水分が結露する過程で発電できることを発見したと発表した。

 同チームは元々、発電所などで使う冷却器に用いるため熱輸送を行なう表面の研究を行なっていた。その中で、超疎水性の表面上の水滴が、凝縮していく過程で、表面エネルギーを運動エネルギーに変換し、これにより、自然的に水滴が表面から飛び跳ねていき、従来技術よりも3割高い排熱効率を得られることが分かった。

 そしてその後、水滴の跳躍とそれに付随する熱輸送は、水滴と逆の電荷を持った金属板をそばに置くことで、より効率を高めることを見いだした。これは水滴が超疎水性表面から飛び跳ねて行く際に小さな電荷を移動させることを意味し、2枚の板から導線を延ばせば、電子回路などを動かすことができる。実験では金属板に銅を用いたが、材料は導電性があれば何でもよく、より安価なアルミニウムなども利用可能という。

 実際、この仕組みを使って同チームは金属板1平方cmあたり15pW(ピコワット)の発電を行なうことに成功した。これは非常に小さなものだが、今後1μW/1平方cmまでは簡単に高めることができるという。この場合、1辺50cmの立方体状の金属フィンを使って、携帯電話を12時間で満充電できるという。

 一般的な充電と比べるとかなり長い上、この技術を用いるには、ある程度の湿度と、洞窟や川など、大気よりも温度の低い場所が必要となるため、すぐに民生化して、現行の技術を置き換えるというわけにはいかないだろう。しかし、遠隔地にある小さなセンサーなどを動かすのには好適である。また、この技術は環境を利用してクリーンに電力を生むことができ、必要なものも大気とデバイスの温度差だけで、壊れやすい可動部品も不要ということで、今後の活用に期待がかかる。

(若杉 紀彦)