2014年06月23日08:51
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日本信州大學纖維學部教授村上泰與日本NTS公司於2014年6月18日宣布，開發出了可在100℃溫度下獲得1.5V、數mA電力的發電元件。在信州大學纖維學部還做了點亮LED燈的演示。
公開發電元件的信州大學纖維學部教授村上泰。左側為NTS代表董事宮澤伸。
發電原理尚在研究之中，但村上表示其“與化學電池及半導體電池不同，我們認為或許是一種新的發電類型”，同時還表示“為了使實用化及原理查明加速進展，而決定發表出來”。作為利用熱的發電元件，雖有利用塞貝克效應的熱電轉換元件，但此次開發的元件即使沒有溫度差也可發電，因此村上指出這“不是利用塞貝克效應的發電元件”。
試制的電池單元。還試制了圓筒型電池單元。
此次的發電元件構造簡單，就是在鋁合金電極與銅合金電極之間，以最佳比例混合了鋅化合物作為活性物質，以及介電體化合物和導電性高分子。此次用1g左右的活性物質試制了1cm見方的電池單元，做了點亮LED的演示。具體為，用吹風機加熱電池單元，點亮了3個紅色LED，和點亮了1個藍色LED。
層壓型電池單元的構成圖
點亮3個紅色LED時，吹風機的風一吹向電池單元，LED馬上就亮起，在電池單元的溫度上升至約100℃的狀態下，顯示有電壓約1.56V、電流約0.57mA的約0.88mW的電力輸出。
演示現場。電池單元的表面溫度為100℃。
開發契機源於3年半前NTS“偶然在經營的材料中觀測到了電壓和微弱電流值”（NTS代表董事宮澤伸）。該公司從事特殊氧化鈦粉末材料的銷售等業務，擅長材料摻雜技術。
發電類型尚待認定
使1個藍色LED點亮的演示
開發品雖被認為是新型發電元件，但存在諸多疑問，因此筆者試著提出了幾個問題。第一個問題是，元件構造本身與電容器相近，是否還算一次電池？對此，開發方回答稱“的確有電容器的一面，但因未顯示出氧化還原反應，因此難以認為是化學電池”。
另一問題是，是否屬於利用塞貝克效應的熱電轉換元件？對此，開發方表示，由於可在幾乎無溫差的情況下發電，因此說明不是塞貝克效應類發電元件。
最近，熱光伏（thermophotovoltaic：TPV）發電可能性的研究活躍起來。TPV發電雖是在過濾固體元件的輻射光后與太陽能電池做光電轉換，但此次元件的簡單構造，無法實現與熱光伏發電同樣的機制。
更低溫度也可發電
對於此次發電元件的用途，信州大學和NTS認為，由於不是利用溫差發電，並且構成材料便宜，因此有望用於廣泛領域。比如，太陽能電池在夏季時溫度會升高至60∼80℃，導致發電效率下降，因此在模塊背面設置此新型發電元件，將有助於提高發電效率。此外，還可用於利用溫泉及廢熱的發電，以及設置在夏季時達到近80℃的車內儀表板等處來發電。
今后，如果能夠使發電開始溫度降至人的體溫附近，則還可用衣服或被褥來發電。（作者：狩集 浩志，日經技術在線！供稿）
