スマホの現状
携帯電話市場は拡大する一方で毎日のように新作が発表されています。最初の携帯が発売された１９７３年にはその機能は電話をかけることと受けることぐらいしかできませんでした。しかし今や携帯はミニコンピューターのようで、カメラを内蔵していたり膨大な量のデータを貯蔵しておいたりできたり、ビデオ録画に音楽機能、インターネットはもちろんゲームをしたりその他にもいろいろな機能が充実しています。スマートフォンはその機能性の高さが特徴で、２０１１年下半期の売り上げは世界中で１億１５００万台が販売されました。
アプリケーションの数に多彩な機能を考えると現在は電池の寿命が大きな課題です。スマホレベルになると電池をたくさん食うのです。他の携帯に比べてスマホの電池の寿命が短いのはこのためです。これは消費者にとっても研究者にとっても頭の痛いところです。今のところスマホはリチウムイオン電池で動きますが、実際の電力消費量に対応し切れていないのが現状です。ですから毎日充電しなくてはならず、電源が取れないところに行くと大問題です。
変化の必要
一般電源を使うしかない現状ではエネルギー危機を考慮に入れた上で電気の無駄使いはできません。自家発電式のスマホが開発できれば、電池切れなどの問題に悩むこともなくなります。幸いにも前衛的な考えをもつ幾人かがこの問題に挑戦しています。実際の大量生産には至らないもののこれからに向けてのヒントは示してくれるでしょう。
明るい未来へ向けて
１．ＯＬＥＤスクリーン内の太陽電池
開発担当：ケンブリッジ大学
ケンブリッジ大の考案したアイデアでは、スマホは今ほどたくさんの充電を必要としません。ほとんどのスマホにはＯＬＥＤでできたディスプレーが付いていて、ライトの光量３６％がスクリーンを通して出てきている一方で６４％は周りから逃げ出しているのです。そこでチームはこのライトの無駄を無くすためディスプレイを水素化シリコン薄い膜でできた太陽電池を取り付けるようにしました。端までカバーするので漏れる光も捕まえてディスプレイ用に再度送り込むことができるのです。携帯の電池に干渉しないように薄い膜のトランジスタ回路を設置しました。さらに薄い膜の超コンデンサがエネルギー貯蔵用に取り付けられており、プロトタイプは完全充電フリーとはいかないまでもエネルギーを無駄にせずに、毎日充電しなくてはいけないということもありません。
２．充電いらずの携帯電話
開発担当：ノキア
携帯電話大手ノキアは一般電源から充電の必要が一切いらないスマホを開発中であると発表しました。つまり、周辺の周波を電気に変えて電池の充電に利用しようとするのです。ノキア研究センターによると周波はテレビアンテナや他の携帯、Ｗｉｆｉトランスミッターから出ていてプロトタイプは５０ミリワットの電気を作り出すことができます。しかし、この電力を利用するにはもっと大きな電源が必要です。
３．会話で発電する電話
開発担当：韓国の科学者
なんとも夢のような話ですが、韓国の科学者グループが酸化亜鉛をつかって会話の波長を電力に変えて利用するという研究を行っています。２つの電極間に大量のナノワイヤを作り出し、１００デシベルの音波にさらしたところ、緩やかな５０ミリボルトの電流が作られました。しかし実際にはスマホは放射線無しの蛍光灯ライトで数ボルト必要としているのでこれだけでは十分な量とはいえません。それでも音波から電気を得るという考えは浸透し始め、技術自体は向上してきています。
４．自家発電電話
開発担当：ＵＣＬＡチーム
ＵＣＬＡチームはオーガニック太陽電池パネル偏光子を開発し、これによってスマホのバックライトからもれた光を電気に変えようとしています。一般的に、携帯のバックライトは使用中にスイッチが入るようになっており、ライトはピクセルとマイクロチップ内のトランジスタによって伝達されます。全体的にライトの２５％の光量しか人目には触れず、残りは偏光子シートに吸収されてしまいます。開発チームはこの太陽電池パネル偏光子がこのように吸収されてしまう光を使ってスマホ用の電源に利用しようとしています。さらに外側からも太陽光や室内照明の明かりを取り込めるようになっています。
５．ソーラーパワー式ｉＰｈｏｎｅ
開発担当：アップル
もしかしたらｉＰｈｏｎｅが大革命を起こすかもしれません。エネルギー消費量と電池の寿命の短さが問題になっていますから太陽電池を組み込む特許を申請する方針を発表しました。この発表によると、太陽電池はディスプレイ表面の内側に装着され、電池の充電に利用されるということです。ユーザーとしては外見への変化は心配せずに良いように太陽電池はほとんど隠れている形になっています。
利点
完全独立
ここで紹介したようなスマホは一般電源に頼らずに自家発電利用ができるのです。
電源
太陽電池の利用では一般電力の消費の削減が実現し、節約した電気を他の事に有効利用できます。
省エネ性
無駄にしているエネルギーを再利用するわけですから、省エネ効果抜群です。
