日陰や室内でも発電できる、明暗差を利用する発電デバイスを開発

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Photo: Royal Society of Chemistry

シンガポール国立大学の研究チームが、明るい領域と影になった領域の照度の差を利用して発電するデバイス「シャドウエフェクトエネルギージェネレーター(SEG)」を開発した。屋内でも電子機器に電力を供給できるというもので、研究成果は2020年4月15日、『Energy & Environmental Science』に掲載された。

スマートフォン、スマートグラスなどのモバイル電子機器には、効率的で継続的な電源が必要だ。環境光を利用するウェアラブル電源はその可能性があるが、市販の太陽電池発電効率は、影が多い屋内条件下では著しく低下するという課題がある。

今回研究チームが開発したSEGは、影による照度の差を電力源とするもので、影の部分と明るい部分の間に生じる電位差で発生する電流を利用する。

SEGは、柔軟で透明なプラスチック薄膜上に配置された一連のSEGセルから構成される。それぞれのSEGセルは、シリコンウェハー上に堆積された金の薄膜で、市販のシリコン太陽電池と比較して低コストで、容易に製造できる。

SEGの性能をテストしたところ、SEGセル全体が照明下または影にある場合の発電量はわずかか全く発電されなかった。それに対し部分的に影がある場合、4セルSEGは市販のシリコン太陽電池の2倍も効率的ということが分かった。影ができるような屋内照明条件下でも、デジタル時計に電力を供給するのに十分な1.2Vが得られた。また、発電に最適な表面積の割合は、照明下と影が半々だということも分かった。

さらに、SEGが移動物体を監視するための自己発電式近接センサーとして機能することも示した。物体がSEGの側を通過すると、デバイスに断続的な影を投じる。それによりセンサーが作動し、物体の存在と動きが記録されるという仕組みだ。

研究チームによれば、SEGのように影のある場所で電力を取り出す仕組みには前例がないとし、今後さらなるコスト削減のために、金以外の材料を検討するとしている。

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Using the ‘shadow-effect’ to generate electricity

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