押すだけで発電ができるのか?

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電気の発電方法には様々なものがありますが、新しい発電方法も生み出されています。

圧力をかけると電気が流れる。ということを知っている人は少ないですが、実はかなり昔から使われている技術なのです。

発電の仕組みって難しそう。と思うかもしれませんが、わかるように簡単にまとめてみたいと思います。

 

力が電気に変換される仕組み

ライター・ガスの点火装置

ガスコンロを着火するときに、点火ハンドルを回すと、カチッ、カチッ、と音がします。バネなどの力を上手に使うことで、点火ハンドルを回した一瞬、着火装置に大きな衝撃を加えたときに発生する音です。その一瞬の衝撃音が、カチッ!という音の正体であり、一瞬の力を火花にかえることができる装置なのです。

大きな衝撃を与えると火花が散ります

100円ライターやZIPPOは指で与えた回転の力で火花を起こしています、これは発火石をこすって火花を発生させるタイプです。これとは別に指で押して火をつけるタイプのライターがあります。これはガスコンロと同様に指で押した力が火花を発生させる仕組みです。力を加えるだけで火花がでる着火装置とはどういった仕組みなのでしょうか?

押す力が強い電圧を生み出す

実はセラミックなどを思いっきり押すだけで強い電圧は発生するんです。1880年にノーベル物理学賞受賞者のピエール・キュリーと兄のジャック・キュリーが発見しました。水晶やセラミックに圧力を加えるだけで10000ボルト程度の高い電圧を発生することができ、火花を発生させることができます。

 

なぜ押す力が電気を生み出すのか?

セラミックに圧力をかけると電気が発生するのはどうしてでしょうか?
結晶の中に配置されたイオンの配置のずれが、圧力を加えることによって大きくなり、結晶の一方の端がプラスの電気を帯び、もう一方の端がマイナスの電気を帯びることで電圧が生じます。 難しそうな話ですが、ごはんが右側、おかずが左側に少しだけよっている弁当箱を上から押すと、ごはんは右側から、おかずは左側から、勢いよく大量に飛び出してくるのと同じようなイメージです。

 

押す力を電気にすることができるということは

この発見はすごい発見です。押す力をエネルギーにかえる仕組みを使っていろいろなことへの応用が考えられます。しかも発電の仕組みが単純なので、とても安価に電圧をつくることができます。100円ライターにも使えるぐらいコストが抑えられるという素晴らしい技術です。

時給自足の発電技術

JR東日本などが現在実証実験を進めている「発電床」という技術があります。押す力が電圧を発生させる装置を床に敷き詰め、人間が歩く時の力で発電をしようという仕組みです。都会では毎日あんなにたくさんの人が駅を歩くわけですから、人間が床を踏むエネルギーを電気に変換することができるわけです。

押す力だけではなく、色んな力が電気になる

この分野の研究は進んでおり、押す力だけでなはなく、様々な力からエネルギーが生み出せるようになりました。たとえば、列車が走るときの振動を電気に変えたり、高いビルの上から流れる排水で電気をつくったり、なんと空気中を伝わっている地上デジタルテレビの電波でも電力を生み出すことに成功しています。さらには電子レンジの扉から漏れ出している微弱なマイクロ波で発電することもできています。

体内で電気を生み出すことにも成功

人間の体液に含まれる糖分を使って微弱な電気を発電することも可能といわれており、実際に昆虫の退役で電気を発電することに成功しています。この技術が成功すれば、体内で半永久的に動かす必要があるペースメーカーに転用できると考えられています。

 

ところで最大の問題点が…

この夢のような発電方法ですが、最大の弱点があります。この仕組みによる得られる電力量があまりにも、小さく、弱いのです。
我々の生活で使用する電力を補うような発電量はとても無理です。JR東日本の実験でも通勤者が床を踏む力により発電できた量は、1日最大約10キロワット秒。100ワットの電球をおよそ100秒間点灯させられる電力量になります。

先人の知恵をどう生かすかが課題

大量の電気は作れなくても、発電所も電線もいらずに、電圧を生み出すことのできるというのは驚くべきことです。しかしながら、その技術をどう使うか、どこで使うか、我々の知恵が追い付くことができていませんでした。

ようやく現代になり、その答えが見つかったように思います。商品とインターネットが接続される現代、微弱な電気を必要とする商品がたくさんでてきました。身の回りのものすべてがインターネットに接続されようとする時代、そうIOT(internet of things)の到来です。

微弱な電気といえども大きな力に!

ちょっとした電気が必要なとき、この発電の仕組みが大きな助けとなっています。今はまだ、微弱な発電なので、世界のエネルギー問題を解決するようなレベルでは語られませんが、世界中、少しずつでも良いので、自分たちが使うエネルギーを自分の力で生み出すことができれば、その影響は決して小さくはないと思います。

エネルギーの発電方法は一つだけではありません。

適材適所のエネルギー発電がエネルギー問題の解決策につながっていくのではないでしょうか。

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