摩擦で発電する新装置開発、環境エネルギーの有効活用に米研究 : 理系にゅーす

1 ：伊勢うどんφ ★ 2014/03/06(木) 20:41:46.21 ID:???
海では穏やかな波が一般家庭数千世帯分の電力を供給し、都市ではダンスフロアの動きがナイトクラブで使う電力を生み出し、地方ではハイキングを楽しむ人々が自分の脚で携帯電話を充電する電源を確保する──。

これらはすべて、地政的リスクに影響されないクリーンで信頼性のある電力の魅力的な目標だが、環境発電で電力を得るスマートな「摩擦電気」のおかげで、これらの目標はすぐ手が届くところまで来ている。そのように述べる研究論文が、4日の英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズ（NatureCommunications）に掲載された。

論文を発表した米ジョージア工科大学（Georgia Institute of Technology）の研究チームによると、「停止」と「起動」の動きを電力に変換する装置の簡単な試作品を作製したとしており、波やダンスやハイキング、さらには降雨、コンピューターのキー、都市の交通などを利用して、センサーやモバイル機器、発電所などをも動かせるようになる日がいつか来るかもしれないと期待を寄せている。

同大の王中林（ゾンリン・ワン、Zhong Lin Wang）教授（物質理工学）は、AFPの電子メール取材に「われわれの技術は、何百年も無駄にしてきたエネルギーを役立てるための大規模な環境発電に活用できる」と述べ、この発明を「革新的」と評した。

摩擦電気（Tribo-electric）は、古代ギリシャ語の「こする」という単語に由来する現代用語だ。2つの物質間の摩擦により、電子の電荷が一方から他方に移動することで電気が作り出される。
金属製のドアノブに手が触れた際、「バチッ」という音とともに静電気が放電される現象が一般的によく知られているものだろう。

■機械的な運動で発電可能

摩擦電気は極めて予測不可能なため、これまでは全般的に電力源にはならないと除外され、代わりに原子力や化石燃料で沸かした蒸気や水でタービンを回し、電磁誘導で発電する方法が好んで用いられてきた。
だが王教授の研究チームは、偶発的に発生する電荷を電流に変換する上で重大なネックとなっていた問題を克服したという。

研究チームの試作品は、直径約10センチの円盤でできており、環境エネルギーで動作する小型のポータブル発電機の能力を披露するために設計されたものだ。
円盤の内部では、電子の「ドナー（供与体）」と「レシーバー（受容体）」となる物質でできた2枚の円板が回転運動を行う。2枚の円板が離れていれば、円板間の隙間で分離された電荷が一方の円板に保持される。

2枚の円板の間には、電極が埋め込まれた3番目の円板が挟み込まれており、隙間をふさいで小さな電流が流れるのを助けるようになっている。

この装置は、1分間に3000回転の最高速度で、1.5ワットの電力を生成する。エネルギー効率は24％で、機械的な環境発電源ではこれまで最良とされてきた「圧電式」の3倍に相当し、電磁誘導タービンに匹敵するほどの高さだ。

回転運動を生じるものであれば、穏やかな風や水道水、さらには人間の動きなどの「無作為なぎくしゃくした動き」によっても発電可能とワン教授は説明する。
「機械的な動きが発生する限り、発電が可能だ」

試作品の実験室での試験では、回転体に銅、電極に金を使用したが、これらは安価な合金と簡単に交換できるとワン教授は述べている。

研究チームは現在、海で環境発電を行うために、摩擦電気エネルギーの規模を拡大する方法の研究を進めている。

2014年03月05日 15:58 afpbb
http://www.afpbb.com/articles/-/3009793

NATURE COMMUNICATIONS
Radial-arrayed rotary electrification for high performance triboelectric generator
http://www.nature.com/ncomms/2014/140304/ncomms4426/full/ncomms4426.html

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2 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 20:43:01.38 ID:1BcL96/X
エレキテルや

4 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 20:45:55.26 ID:OA2zCUWN
蓄電できるなら永久に動く車作れるね　(ΦωΦ)ﾌﾌﾌ…

5 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 20:52:02.89 ID:5bU8Kg4U
音力発電の速水浩平のパクリだろｗ

11 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 21:03:35.78 ID:EZJdUzjL
一分間に3000回転もすると皮に水が溜まっちゃうな

14 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 21:38:53.27 ID:Ugz8B9QJ
世界タービンの完成である

15 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 21:49:15.09 ID:cXTXx0rT
地球の自転による空気との摩擦か

16 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 23:30:42.66 ID:8G1V8Rzh
遅いハードディスク並の回転だけど、1.5ワット以下で回転できればエネルギー黒字なん？

28 ：名無しのひみつ 2014/03/07(金) 09:21:04.93 ID:j7ki4WBw
>>16
電気力発電はダメよ！

18 ：名無しのひみつ 2014/03/06(木) 23:47:49.66 ID:1/Npr8II
エネルギー収支で、黒字になる発電は存在しないよ

19 ：名無しのひみつ 2014/03/07(金) 00:08:19.28 ID:l8sdMMRV
>>18

つまり世界は常に赤字に向かってるってこと？

21 ：名無しのひみつ 2014/03/07(金) 00:44:23.13 ID:QEEaTUAz
3000rpmで回す為のエネルギーや損失はどうなるんだぜ？
それも摩擦電気に変換するのかいｗｗｗ

23 ：名無しのひみつ 2014/03/07(金) 00:48:46.77 ID:EJGZB2iY
>>21
それは自然から補うと書いてあるだろ。
回転するボディがかなり小さいので起電力は大したことない

22 ：名無しのひみつ 2014/03/07(金) 00:46:19.56 ID:2GDzmrKn
これじゃオイラも発電しようっと

24 ：名無しのひみつ 2014/03/07(金) 01:28:41.42 ID:ZhZ6hYWP
摩擦熱を発電に利用するのかと思って開いたけど違った

27 ：名無しのひみつ 2014/03/07(金) 06:50:53.01 ID:MJEqxYjf
風力発電機には取り付けられないのかな？

転載元：http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1394106106/