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圧電発電は家庭用電力として使えるか

by admin

なぜ圧電発電か

圧電発電は本体に圧力が加わった際に電力に変化する仕組みです。簡単に言えば圧力がかかる状況下にあれば電力を発することが出来るのです。変電気や様々な電気機器に圧電力が使われていて、モーターやセンサー、地雷探査機にも使用されています。この圧電も小型機器や腕時計用に使用することが出来るのです。また、例えば靴の中に仕込んで歩くたびに電子機器を充電することが出来ます。

どれくらい本気なのか

圧電発電に関しては長い間にわたって研究が進んでいます。圧電発電に関してはスティーブンス工科大学のナノ繊維が最新型で、この繊維は1.6Vの電力を発生します。発電機はポリマーベースのシリコン基盤を使用し、繊維で服を作り着ながらにして電力を発することが出来ます。このほかにも最新の開発としては移植組織用に電力を使うというものです。圧電発電機は血液や体の部位の動きを探知して移植組織の電池の充電に使用できるのです。

圧電ナノ繊維によって様々な医療機器に応用することが可能になります。また機器の移植を助けるだけでなく、電池の充電の必要も無いのは効果的です。そのほかには繊維とアスファルトを混ぜるというものです。こうして道路がクルマの振動を察知して発電し走行補助ライトを点灯させられるのです。

専門家の意見は

ニュースケールテクノロジー社の代表ヘンダーソン氏は圧電クリスタル電気を支持しています。彼によると振動によって直流シグナルが交流に変わって電池やコンデンサに貯蔵されたりします。これは圧電発電において大きな進歩で、この電力をオートバイに応用しようとする動きも出ています。

そのほかにも全長10キロ圧電発光する照明を組み込んだ高速道路のプロジェクトも進行しています。ハイム・アブラモビッチ博士の有名な仮説によると1キロの長さの繊維発電機を4レーンの高速道路に設置すると、一時間に1000台の車が通る度に500世帯分の発電量が確保できるというのです。なかにはこの圧電発電をベンジャミン・フランクリンによる電力の発明と比べる人もあり、真剣に捉えているのです。

開発

開発は行われてきていますが、最近までは圧電発電はまだまだ未熟なものでした。イスラエルの有名な10キロプロジェクトは、今のところ100mプロトタイプ版の仕上げに向かっていることからも完全実現はもうすぐです。関連データの収集も着々と進んでいます。他にもピエゾベンディング発電機も新たに開発されています。これは異なる層で生じる抵抗を使って電気を発生させるものです。

圧電収集機に付いたコンデンサの開発も進み、弱い電気シグナルも後ほど使えるようにしています。さらに新たなリサーチではいくつもの繊維層を含んだ大きな発電量の実現を目指しています。この分野においても新しい技術開発が進んでいて、引き続き高温・高静電気下におけるベンディング発電機の対応について研究が進んでいます。

大きなハードル

それほど問題点はありません。そもそもこの技術について全貌は明らかにされていないのです。発電可能量はまちまちなので、小さな電流から作り出すのは大きな作業です。そのためには電導ワイヤや収納量の多きいコンデンサが必要です。圧電繊維は高価なプラチナワイヤを使用するのも財布に厳しいです。このほかのハードルは発電した電力を維持するために圧電発電機は定期的に電力切断をする必要があるのです。

対応策

さらなる研究が必要です。新しいコンデンサにまつわる調査と高性能ワイヤの使用で電気の無駄を無くします。コスト削減としてはプラチナに代わる素材の使用も急がれます。それでもこの技術の実用化にはまだまだ多くの問題点が残されています。

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