ミシガン大学の科学者たちが、ロボットが人間のようにエネルギーを蓄えられる「生体模倣型電池」を開発した。
ロボットの外側を電池として利用することで、電池容量が増加する。
従来のバッテリーを亜鉛電池に置き換えれば、ロボットの出力は72倍になると推定されている。
ミシガン大学の科学者チームは「生体模倣型電池」を開発した。これにより、ロボットは体のあちこちに分散した脂肪組織のようにエネルギーを蓄えられる。
この構想は、生物が持つ分散型エネルギー源を模倣することでロボットの電池容量を大幅に高めるもので、その結果、新型電池はリチウムイオン電池よりもはるかに大きな電力を蓄えられる可能性がある。
「ロボットの設計は、ロボット内部の利用可能なスペースの20パーセント以上、またはロボットの重量の同程度の割合を占めることが多い電池の必要性によって制約を受けている」と、本研究の責任研究者であるミシガン大学工学部教授のニコラス・コトフ氏は声明で述べた。
チームによると、新しい亜鉛電池はエネルギー密度を大幅に高めることができるという。
「単一のリチウムイオン電池と比べて、外装を亜鉛電池に置き換えれば、ロボットの出力容量は72倍になると試算している」と、本論文の筆頭著者であるミンチャン・ワン氏は論文に関するもので、科学誌Science Roboticsに本日掲載された研究について、声明で述べた。
また、ロボットへの取り付け位置の自由度が高く、複数の機能を同時に果たすこともできる。
「電荷を蓄えると同時にロボットの『臓器』を保護する二重の役割を果たす電池は、生物において脂肪組織がエネルギーを蓄える多機能性を再現するものだ」と、生体医工学の博士課程学生であるアハメット・エムレ氏は声明で述べた。
「脂肪の袋を一つにまとめることはしていない。それでは大きくなり、コストの高いエネルギー移動も大量に必要になるからだ」とコトフ氏は付け加えた。「生物的な方法である分散型エネルギー貯蔵こそが、高効率な生体模倣デバイスに向かうべき道だ。」
この電池は、特殊な「アラミドナノファイバー」コーティング膜を介して、亜鉛電極と空気の間で水酸化物イオンを受け渡す。これらの材料はケブラー製防護ベストや水系高分子ゲルに使われており、ほぼ無毒である。つまり、リチウムイオン電池と比べて、新しい亜鉛電池ははるかに環境に優しい。
しかし、弱点もある。高い容量を維持できるのは約100回の充電サイクルまでで、リチウムイオン電池には遠く及ばない。幸いなことに、交換は比較的安価であるだけでなく、研究者らは容易にリサイクルも可能だとしている。
