市販の両面テープで作った簡単な発電方法でLEDを点灯させることができるということは、低コストで持続可能な電力の明るい未来を示しています。

文： Prachi Patel
2022年12月1日

ホリデーシーズンの飾り付けに使う両面テープはもう準備できていますか？その両面テープを使って、LEDを点灯させるのに十分な電力を発電することができるかもしれません。新しい研究では、摩擦を電気に変換するシンプルで費用対効果の高い発電機を粘着テープから作る方法を説明しています。

このデバイスは、 摩擦帯電ナノ発電機（TENG）の一種であり、静電気を引き起こすのと同じ現象によって機械的エネルギーを採取するものです。しかし、より複雑な従来のものと比べて、このテープ型発電機は重量比でほぼ50%もエネルギーが多いとACS Omega誌で研究者が報告しています。

摩擦帯電とは、ある物質が別の物質と接触後に離れたときに、その物質に電荷が蓄積されることです。例えば、衣服や靴に組み込まれた摩擦帯電発生装置は、動きからエネルギーを得て、小型機器やウェアラブルセンサーに電力を供給できる可能性があります。

研究者らは、さまざまな素材を組み合わせて、発電装置をさまざまな形で作ってきました。しかし、これまでの発電装置は通常複雑で、選択した材料の表面に極小の微細なパターンを形成する必要がありました。

アラバマ大学の機械・航空宇宙工学のGang Wang教授とその同僚らは、簡単に作れるシンプルな設計を発見しました。TENGの片面は、市販の両面テープにアクリル系接着剤を塗布したもので、もう片面は、アルミニウムの上にプラスチックフィルムをコーティングしたものです。

この2つの素材を押し付け合い、引き離すことで、表面に反対の電荷が生じ、電気が発生します。より圧力をかければ、より強力な電気が発生します。Wang教授らは、テープの粘着性によって、これまで報告されている装置よりも発生するエネルギーが高まると述べています。

実験室ではマッチ箱ほどの大きさの発電機を押すと、476個のLEDライトの列に電力を供給することができました。また、レーザーダイオードを点灯させることもできます。靴の底に取り付ければ、一歩でライトを点灯させることができ、実世界での応用が容易であることが証明されました。また、TENGは堅牢で、10万回以上の圧力と分離のサイクルに耐えることができます。

研究者らは、このTENGについて、「低コストで容易な製造方法を提供することで最先端技術を進歩させることができる」と述べています。

出典: Jang, M-H., et al. (2022) Power Generation by a Double-Sided Tape. ACS Omega.