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服さえ着れば携帯が充電…体温で電力つくる技術を韓国研究陣が開発

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携帯電話はいつ、どこでも自由に通話できるのが長所だ。しかしバッテリーがなくなれば意味がない。手首につけて運動をすれば脈拍数、カロリー消費量など健康情報を知らせるスマートバンドのような「ウェアラブル(からだに着用できる)」電子機器も同じだ。2、3日に一回は充電しなければならない。

しかし今後こうした心配をする必要がない世の中が開かれる見通しだ。KAIST(韓国科学技術院)電気・電子工学科のチョ・ビョンジン教授研究チームは、服のように作って着れば体温を利用して携帯電話、ウェアラブル電子機器などを使用するのに十分な電力を出す「ウェアラブル熱電素子」を開発したと7日、明らかにした。研究の結果は英国王立化学会が発行する国際ジャーナル「エネルギー&環境科学」オンライン版で最近紹介された。

熱電素子とは熱エネルギーを電気エネルギーに変える半導体素子をいう。2つの金属を連結した際、一方は高温、他方は低温になれば、2つの間の回路に電流が生じる現象(ゼーベック効果)を利用した素子だ。普通、Bi2Te3、Sb2Te3などの熱電物質で作られる。このような熱電素子を体に付着すれば外部の気温と体温の差によって電気が作られる。

しかし従来の製品はセラミック基板を使用し、硬くて重かった。最近、柔軟な有機素材を使った素子が一部開発されたが、エネルギー効率が従来の素子に比べ100分の1程度にすぎなかった。KAIST研究チームは効率が高い熱電物質を細かくしてインク形態にした後、柔らかいガラス繊維の裏表に印刷する方法で「二兎」をつかむのに成功した。新しい素子は一般繊維のように加工が容易で、軽いうえ、電力生産能力が同じ重さのセラミック素子の14倍にのぼる。

腕につけるバンド形態(横×縦10センチ)で約40ミリワット(気温20度、体温37度基準)の電力が生じる。スマートバンドなどに使われる電子センサー電力消費量をはるかに上回る規模だ。上着の大きさ(50センチx100センチ)にすれば約2ワットの電力が生産され、携帯電話の通話も可能だ。

チョ教授は「3年以内にエネルギー効率を現在の4倍に高めて実用化することが目標」とし「ひとまず従来のバッテリーの補助用として使われるだろうが、長期的にはバッテリーのない電子機器を作ることもできるだろう」と話した。

◆ウェアラブル(wearable)熱電素子=温度差を利用して熱エネルギーを電気エネルギーに変える熱電素子を体に着用できる形態にしたもの。ウェアラブル電子機器の電源供給装置として使われる。
COPYRIGHTⓒ 中央日報日本語版  2014年04月08日 11:08
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