衣服から、電話の電池を充電できたり、音楽を聴くiPodにエネルギーを供給できたらどうでしょうか？自由に想像したものが、近い将来すべて現実になります。研究者はエネルギーを生成する洋服の開発に取り組んでいます。これらすべてがチタン半導体ナノロッドを使うことで可能になります。従来のソーラー電池と違い、カーボンファイバーの表面にくっついた、小さなヘアブラシのように見えます。この構成は、従来の太陽電池よりもはるかに効率が良いものです。
ただ、このロッド型ソーラー電池が服からどのようにエネルギーを回収するのか、というのは大きな問題です。アトランタのジョージア技術研究所および中国シアメン大学の研究者は、カーボンファイバーに取り付けた二酸化チタン(TiO2) ナノロッドとして知られる、画一的なチタンソーラー電池を製造する新しい方法を開発しました。TiO2ナノロッドの製造法は、いくつかの面で従来の方法よりも優れています。従来の方法であるソルゲル法に高温が必要でしたが、この方法は素材にひびが入ります。
この革新的な方式では、より滑らかな表面にTiO2ナノロッドをいくつも植え付けて、エネルギー生成と保存に使います。ただし、チタン100％のフォイルをTiO2ナノロッドに転換することを含め、ソーラー電池のようなチューブの製造を阻害するいくつかの課題があります。もう一つの課題はナノロッドつきカーボンファイバーのコーティングとそれらをファイバーに均一に配置することです。しかし、研究者らは既にほとんどの障害を乗り越え、TiO2 ナノストラクチャーのソリューションを見つけて、ファイバーの表面に直接植えつけられることになりました。溶解と植え付けという方式によって、チタンをカーボンファイバー上の縦型配置の単一TiO2ナノロッドに転換することができるようになりました。チューブ型ナノロッドは表面積が大きくなるので、どの方向からも光を吸収することができます。
将来的には、この構成の対電極として、カーボンファイバーやカーボン素材などの新たなイノベーションが導入される可能性があります。カーボンファイバーとTiO2は、衣服や紙への応用によってエネルギー効率の良い将来を実現します。
出典:Physorg