湿度変化で発電できる「湿度変動電池」の性能がアップ

４カ月以上連続でワイヤレスセンサーの駆動に成功

ポイント

・ 昼夜の湿度変化を利用した「湿度変動電池」で電子回路を駆動できるまでに出力が向上

・ 暗所でも安定的に供給できるクリーン電源として、実用化に向けて前進

・ 湿度変化を利用した発電の熱力学理論を導出し、準静的サイクルでは効率100％の発電ができることを理論的に明らかに

【画像：https://kyodonewsprwire.jp/img/202501173009-O1-R203qC24】

概 要　

国立研究開発法人 産業技術総合研究所（以下「産総研」という）人間拡張研究センター 駒﨑友亮 主任研究員、延島大樹 主任研究員、平間宏忠 主任研究員、センシングシステム研究センター 渡邉雄一 主任研究員、末森浩司 主任研究員、植村聖 研究センター長は、電子回路を駆動できるまでに出力を向上させた湿度変動電池を開発し、湿度変化を利用した発電で4カ月以上の長期にわたってワイヤレスセンサーを駆動させることに、世界で初めて成功しました。

湿度変動電池は昼夜の湿度変化を利用して発電を行うため、湿度が一定の環境を除けば、場所を選ばず発電が可能で、新たな環境発電技術として小型のワイヤレスセンサーなどの電源への活用が期待されます。これまでは、発電出力が低く、電子回路を駆動できるほどではありませんでした。しかし、今回セラミック固体電解質膜を用いて出力を改善し、４カ月以上にわたって小型のワイヤレスセンサーを駆動することに成功しました。これにより、橋の下や機械の制御盤の中など、太陽電池の使えない暗所でも、電池交換不要でメンテナンスフリーのワイヤレスセンサーを使用できるようになると期待されます。

また、湿度変化を利用した発電の熱力学理論を導出し、今回開発した湿度変動電池は、準静的サイクルでは効率100％の発電ができることを理論的に明らかにしました。この理論を活用して、湿度変動電池の高性能化に向けた研究の発展が期待できます。

なお、この研究成果の詳細は、2025年1月21日（中央ヨーロッパ標準時）に「Advanced Energy & Sustainability Research」に掲載されました。また、2025年1月29～31日に東京ビッグサイト（東京都江東区）で開催される展示会「MEMSセンシング&ネットワークシステム展2025」で発表されます。