代替エネルギー資源が主なテーマになっていて、最近では殆どの分野で話題になっています。 風力、水力、太陽光等を含む、様々な再生可能資源が、環境に優しい電気エネルギーを生成して広く使われています。 エネルギー需要は増加し、科学者達はより簡単で、価格効率の良い方法を開発しています。 クリーンエネルギーを生産する為に、魅力的で新しい代替資源の微生物燃料電池を開発しています。 これは化学エネルギーを電力に変換する装置です。
色々なトレンドをチェックしていきましょう。
１．微生物燃料電池を搭載したＮＲＬテスト海洋センサー
タイの海軍研究所(ＮＲＬ)は、ユニークな種類の水素燃料電池を発明しました。 それはバクテリアを利用して、様々な浮力を与えます。 装置はゼロパワー・バラストコントロールとして知られ、自律海洋センサーを海上まで動かしたり、非常に穏やかに水柱を沈めます。 微生物の代謝から電力を生成する必要はなく、水素ガスの様な生成物によって代謝微生物から電力が生成されます。 そして電力を得るために、他の燃料は必要ありません。 最近、深海自記温度計センサーと呼ばれる装置を動かすテストが行われました。 それは異なる水深で、圧力と温度の変化を確認する為に使われます。 円筒形のセンサーで２つの部屋があり、上の部分は電球など全てを含み、下の部屋にはバクテリアで構成されていて、バクテリアが成長するに従って豊富な水素を生成します。 僅か１－１０ミリワットの電力を消費する、非常に低消費電力のタイマーが、必要に応じてシリンダーを、水面から水面下に上下させるセンサーを、プログラムする為に利用されます。 タイマーはバクテリアの副産物である水素で電力を得て、海軍研究所の発表によると、「テストは成功に終わった」という事です。 センサーは、軍用や民間海洋監視テスト、気象学や鉱物探査など、様々な用途に使用する事ができます。
２．米海軍、泥を食べるバクテリアを使う微生物燃料電池に注目する
マサチューセッツ工科大学と共同で研究している、米海軍研究所オフィスは、「ジオバクテリア」が作り出す電気で稼働するバッテリーを設計しようとしています。 ジオバクテリアは直径約３－５ナノメートルの微生物で、汚水や泥から得た栄養素を、電力に変換する事で知られています。 研究者達は現在、８倍効率的な生物の血統を発見しました。 今まで海軍は、センサーの電源に小さく軽量の微生物燃料電池を使っていましたが、現在小型ロボット船舶に、ジオバクテリア燃料電池で電力を与える事を計画しています。
３．バクテリアが電力を与える世界最小の燃料電池
カーネギー・メロン大学の土木環境工学の助教授、ケルビン・Ｂ・グレゴリーと彼の同僚フィリップ・Ｒ・レダックは、バクテリアから電力を得る、世界最小の燃料電池を開発しました。 これらの小型燃料電池は、地質環境や深海のような、電池が動作しない遠隔地で使用することができます。 ミクロ製造されたチャンネルを通して操作される、滑らかなゴールドシートの上で、バクテリアが代謝活動をする事でエネルギーが生成されます。 バクテリアは発電する為に、自然の有機構成要素を使って作られる、バイオフィルムを作ります。 マイクロ電気機器を使用する従来のバッテリーは、より効率的で優れた小型バクテリア電力の燃料電池と、交換する事ができます。
利点
微生物燃料電池（ＭＦＣ）は、非常に高効率で、化石燃料への最良の代替品といえます。 これ等の電池は、非常に利用しやすい微生物を使っていて、どの様な汚染も引き起こす事なく、水素燃料電池システムと比較すると、安全に使用することができます。 これ等の微生物は簡単にアクセスする事ができ、他の燃料電池よりコストが掛かりません。 ＭＦＣを汚水処理施設で使用すると、汚水を取り除くだけでなく、ごみ資源を消費して、使用可能な電力を発電します。 小型で軽量なので、これらの燃料電池は、マイクロセンサーやペースメーカー等の小型装置に使用する事ができます。
実情
知っての通り、微生物は彼等が生存する為に、特定の環境を必要とします。 中には非常に高温を必要とするものや、また温度を必要としないものがあります。 種は異なる環境に生きることは出来ず、これはＭＦＣの大きな欠点となるかもしれません。 次に、ＭＦＣを実際に使用する時、不適切な状態であると害を与えるかもしれず、製品によって、微生物が特定の毒性を生成するかもしれません。 さらに、微生物燃料電池が生産する電気の量は、大型の機械を動かすには十分ではありません。
影響
ＭＦＣは従来の燃料電池と比較すると非常に有効で、将来活躍する製品にそれらを使用する大きな理由の一つです。 これ等がエネルギー資源として使用する事が、経済的に実現可能になる前に、現在多くの研究者が、効率を強化し欠点を取り除くために、このＭＦＣに取り組んでいます。 これ等の燃料電池を最適化し、様々な分野で使用されるために、大量の廃棄物が、環境を害しゴミ処理場に山積みにされるより、使用可能なクリーンエネルギーの生産に使う事が出来ます。 完全に使える状態に開発されると、他の代替エネルギー資源の一歩先を行く事になるでしょう。
