ノースカロライナ州立大学の研究者らは、動きを電気に変換し、濡れた環境でも動作する、柔らかく伸縮性のあるデバイスを作成しました。その論文です。 “ソフトな可変面積電気二重層エネルギーハーベスタ。” は、Advanced Materials誌に掲載されました。
「風、波、体の動き、モーターの振動などの機械的エネルギーは豊富にあります」と、この研究に関する論文の筆頭著者で、NC州立大学の化学・生体分子工学のカミーユ＆ヘンリー・ドレフュス教授、マイケル・ディッキーは言います。 「私たちは、このような機械的な動きを電気に変換する装置を作りました。そして、その驚くべき特性の1つは、水中でも完璧に機能することです。"
エネルギーハーベスターの心臓部は、ガリウムとインジウムの液体金属合金です。この合金は、ハイドロゲル（水で膨潤した柔らかい弾性ポリマー）に包まれている。ハイドロゲル内の水には、イオンと呼ばれる塩が溶けている。このイオンが金属の表面に集まり、金属に電荷を帯びさせることができる。
金属の面積を大きくすると、電荷を引き寄せる面が増える。その結果、電気が発生し、デバイスに取り付けられたワイヤーで電荷を捕らえることができるのです。
「このデバイスは柔らかいので、どんな機械的な動きでも、つぶしたり、伸ばしたり、ねじったりして変形させることができます」と、ディッキーは言います。 「このため、機械的エネルギーを取り出すのに多用途に使えます。例えば、ハイドロゲルは、元の長さの5倍まで伸ばせるほど弾力性があります。"
実験では、研究者たちは、このデバイスをわずか数ミリメートル変形させるだけで、約0.5mW m-2の電力密度が発生することを発見しています。この電力量は、一般的なエネルギーハーベスティング技術の数種類に匹敵するものである。「しかし、他の技術は、濡れた環境ではうまく機能しないことがあります。「このユニークな機能により、生物医学的な環境からスポーツウェア、海洋環境まで、さまざまな用途に応用できる可能性があります。さらに、このデバイスは簡単に作ることができます。"出力を上げる道もあるので、今回説明した作業は概念実証のデモンストレーションだと考えています。"
研究者たちは、すでに2つの関連プロジェクトを進行中です。1つは、ハーベスタの出力を上げることで、この技術をウェアラブルデバイスの電源として利用することを目的としたプロジェクトです。もう1つは、この技術を使って海から波力発電を行うことを検討するプロジェクトです。
詳しくは、以下をご覧ください。 https://news.ncsu.edu/2021/08/liquid-metal-energy-harvester/
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