この「砂時計」液体バッテリーは重力で動作する

重力がこの「砂時計」液体バッテリーを動かす

MITの科学者たちは、重力に依存してエネルギーを生み出すバッテリーの革新的な新概念を設計しました。これは砂時計と同じ基本原理で機能します。この装置は、科学者たちによる最近のEnergy and Environmental Scienceの論文で説明されました。

バッテリーには正端子と負端子があり、化学反応によって電子が生成され、負端子に蓄積されます。電子は負の電荷を持っているためです。ワイヤーが2つの端子の間に接続されると、電子は正端子に流れます。これ自体は役に立たないかもしれませんが、ワイヤーは通常「負荷」—電球、モーター、ラジオ回路—にも接続されており、そのエネルギーがその装置に電力を供給します。

1970年代に開発された液体フローバッテリーは、正極と負極に使用される材料が液体の形で膜によって分離されているため、そのように呼ばれます。ただし、固体のスラブの代わりに、バッテリーは液体スラリー内の微小粒子を使用するため、任意の数の化学化合物を使用できます。しかし、液体フローバッテリーは通常、貯蔵タンク、ポンプ、バルブを含む複雑なシステムを必要とします。漏れや故障の可能性がはるかに高いため、維持管理が高コストになります。

したがって、Yet-Ming Changと彼のMITの同僚たちは、ポンプ機構として重力に依存する液体フローバッテリーの代替設計概念を考案しました。これにより、全体のシステムの難易度が大幅に低下し、総コストも削減されます。

この装置は、従来の砂時計よりも窓ガラスのように見えますが、概念は同じです：粒子を含むスラリーが狭いチャネルを通って一方から他方へ流れます。装置の角度を変えることで、エネルギーが生成される速度を変えることができ、砂時計や卵タイマーを傾けるのと同様に、砂の粒子が一方から他方へ流れる速度を遅くしたり速くしたりできます。

現在、これは単なる概念実証設計です。しかし、Changらは実用的なプロトタイプを開発できると自信を持っています。彼らがそれを達成できる日が来れば、風力や太陽光発電システムを拡大するためのゲームチェンジャーとなる可能性があります。大規模なグリッド接続ストレージシステムを提供することによってです。

近年、さまざまな新しい種類のバッテリーに関する創造的なアイデアが多く登場しています。たとえば、2006年にAngela Belcherが率いるMITの研究チームは、遺伝子工学で改良されたM13ウイルスに基づく新しいバッテリー技術を開発しました。これは非常に小さく柔軟で、人体に埋め込まれると癌や類似の病気を特定することができる小型センサーに電力を供給することができました。

一方、ソニーは、グルコース（日本の飲料ポカリスエットのような甘い飲み物からの糖）を使用して4セルアレイに電力を供給するバイオテクノロジーバッテリー（技術的には燃料電池）のプロトタイプを構築しました。グルコースの別の良い供給源は血液であり、日本の研究者たちはそれを利用する燃料電池を考案しました。また、レンセラー工科大学やカナダのブリティッシュコロンビア大学のチームも同様のものを開発しています（たとえば、後者はペースメーカーに電力を供給するために開発されています）。