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| 人工の「雲」から電気を生産すれば、将来的には電力不足の問題が解決されるだろう。 |
新たな研究で、空気中の水分からあらゆる物質に安定した電流を発生させる方法が提案されました。必要なのは、一対の電極と、直径100ナノメートル未満（人間の髪の毛の太さの1000分の1未満）の微細な孔を多数備えた特殊な材料だけです。
この装置の仕組みについて、学術誌「Advanced Materials」によると、水が微細な穴を流れ、水分子が運ぶ電荷を蓄積することで発電するという。このプロセスは、雲が雷という形で電気エネルギーを放出することで発電する仕組みと本質的に同じだ。空気中には常に水分が存在するため、風力や太陽光発電といった他の再生可能エネルギーとは異なり、この装置は昼夜を問わず、あらゆる気象条件で稼働することができる。
この最近の発見は、空気が電荷で満たされているという事実に基づいています。雲は電荷を蓄積します。しかし、マサチューセッツ大学アマースト校の電気工学者で、本研究の主任著者であるジュン・ヤオ氏によると、雲から電気を取り出すのは困難です。
ヤオ氏と同僚たちは、この技術を再現できることを発見した。研究者たちは以前、バクテリア由来のタンパク質を用いて空気中の水分から発電するデバイスを開発していた。しかしその後、十分に小さな気孔さえあれば、他の多くの材料でも同様の特性が得られることに気づいた。今回の研究によると、このタイプのエネルギーハーベスティングデバイス（研究者たちは空気から電気を取り出す能力にちなんで「エアジェン」と名付けている）は、「幅広い無機材料、有機材料、生物材料」から作ることができるという。
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| Air-gen デバイスに必要なのは、1 組の電極と小さな孔が設計された材料だけです。 |
水分子は、互いに「衝突」するまでに空気中を約100ナノメートル移動します。正確なサイズの穴が開いた薄い素材の中を水が移動すると、電荷は素材の表面に集中する傾向があります。下層に到達する分子が少ないため、雲の中で起こるのと同様の電荷の不均衡が生じます。これは湿度で動く電池のようなもので、髪をカールさせる以外にも活用できそうです。素材の両面に電極が配置され、電力を必要とする場所に電荷を運びます。
これらの材料は非常に薄いため、積み重ねて数キロワットのエネルギーを生成することもできます。
将来、ヤオ氏は、ウェアラブルデバイスに電力を供給できる小型の Air-gen デバイスから、家庭全体に電力を供給するのに十分なエネルギーを供給できるデバイスまで、あらゆるものを思い描いています。
しかし、それが実現する前に、チームはより広い表面積で電気を集める方法と、余分なスペースを取らずに装置の電力を増やすためにパネルを垂直に積み重ねる最良の方法を見つける必要があるとヤオ氏は述べた。
しかし、彼はこの技術の将来的な可能性に期待を寄せています。 「いつか、エアジェン技術を使って、いつでもどこでもクリーンな電気を使えるようになるのが私の夢です」とヤオ氏は語りました。
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