『発電する床』というアイディアは、さほど目新しいシステムではない。しかし、まだまだ普及に至っていないのは、コストが高いといった理由があるからだ。ところが、リサイクル材を使って、非常に安いコストで発電する床を作る技術を、ウィスコンシン大学の研究チームが発表した。

source:http://news.wisc.edu/move-over-solar-the-next-big-renewable-energy-source-could-be-at-our-feet/

ウッドパルプを化学的に処理する

『床』というのは、もともと様々なタイプの再生可能な材料で作ることができるエコなものだ。さらに、その『床』を使って、あまり高いコストをかけず、シンプルな方法で電気を生み出す方法を、ウィスコンシン大学マディソン校の研究チームが開発した。

使用する素材はウッドパルプ。すでに床の材料として親しまれている素材だ。そして、そのウッドパルプはセルロースのナノファイバーからできている。セルロースナノファイバーは、化学的な処理をほどこしてやると、なにも処理を施していないナノファイバーと接したときに電荷を生じる。

そして、そのナノファイバーを床に埋め込んでやることで、ライトを光らせたり、バッテリーを充電したりするための電力を生み出すことができるという。また、ウッドパルプは安価で、豊富に入手でき、さまざまな産業から得られる再生可能な廃棄物でもある。

ひとが歩くことで発電する素材というのはすでにあるが、従来のものはコストがかかり、リサイクルがむずかしく、大規模に使おうと思うとなかなか実用的ではないものばかりだ。その点、この新しい技術を使った床は、従来からある素材と同様に手頃なものになりえるという。

研究チームのXudong Wang准教授は、これまで何年もトライボエレクトリックナノジェネレーター（TENG）と呼ばれる技術のメリットを最大限に引き出すために、さまざまな素材を試してきた。トライボエレクトロニックとは、『摩擦電気の』という意味で、洋服で静電気が発生するのと同じ現象を指す。

そして、Wang教授によれば、化学的に処理したセルロースナノファイバーが、シンプルで低コストで、効果的だという。

床による発電は天候の影響を受けない

この研究は、『ロードサイド・エナジー・ハーベスティング』と呼ばれる分野の最新の技術になる。この分野は、うまくやれば太陽エネルギーの活用に匹敵するものになると考えられ、しかも天候に依存しないというメリットがある。Wang准教授は、床や地面には再生可能エネルギーとしての大きな潜在能力があると考えている。

「ロードサイド・エナジー・ハーベスティングでは、回収できるエネルギーがふんだんに得られる場所を考える必要があります。私たちは人間の活動からエネルギーを回収するための努力を続けてきました。ひとつは、人間になにかを装着する方法、もうひとつは、人間に接触するなにかを作るという方法があります。そして床や地面はもっとも有力な場所です」とWang教授はいう。

人通りの多い廊下や、スタジアムやショッピングモールなどにこの技術を応用すれば、相当な量のエネルギーを得ることができる。

床の中で働く各部分部分は、ミリ単位かあるいはそれよりも小さいナノファイバーを含む、2種類の異なる材料から成る。「それらのふたつの素材をくっつければ、電子は素材の電子親和力の違いによって、片方からもう片方に移動します」とWang准教授は説明する。

その電子の移動は、電荷不均衡を生み出す。そうなると自然に不均衡を正そうとする働きが生じるが、電子がもとにもどるときに、その電子が外部回路を通過するようにすることで、トライボエレクトリックナノジェネレーター（TENG）が成立するという。床を何層かの稼働ユニットを重ねたものにすれば、より大きなエネルギーを得ることができる。

このTENG技術は、さまざまなタイプの床に容易に適用できるという。Wang准教授は、この技術をさらに進歩させて、ウィスコンシン大学マディソン校のキャンパスにデモ用の試作システムを設置したいというプランを持っている。また彼は、このシステムは十分安価で、耐久性の高いものにできるとも考えている。

たしかに、人間が動くことで、床には振動が小日。それらはこれまではただ熱に変わって空気中に拡散していただけだが、集めればけっこうなエネルギーになるのかもしれない。また、ひとが多いスタジアムやモールは、とうぜん電力も多く消費する場なので、そのエネルギーを回収できれば効果的だろう。

これまで無駄になっていたエネルギーも、集めて活用することができれば環境対策に貢献できるかもしれない。

【参考・画像】

※Move over, solar: The next big renewable energy source could be at our feet -University of Wisconsin-Madison