酸素を吸って金属をエサにするロボットが開発される

technology

酸素を吸い金属をエサにして動く/Credit:American Chemical Society
point
  • 新しいロボットは内部バッテリーを必要としない
  • 活動に必要なエネルギーは酸素と金属から供給される
  • 金属を食べるロボットが実現するかもしれない

現在もっとも普及しているリチウムイオンバッテリーですが、提供できるエネルギー総量にくらべて比重が高く、手の平サイズ未満の小型ロボットの電源には最適とは言えません。

そこでアメリカの研究者が発想の転換を行い、そもそもバッテリーに依存しないで済むロボットを考案しました。

このロボットは内部バッテリーを持たない代わりに、生物のように酸素を吸い込み、漫画のなかのロボットのように、金属を食べることでエネルギーを生産でます。

さらに金属を食べているときは、なんとリチウムイオン電池の実に13倍以上のエネルギー密度を発揮したとのこと。

今回の研究によって、「ロボットが金属を食事代わりに食べる光景」が、SF世界を抜け出して現実化への道を進みだしたようです。

研究内容はペンシルベニア大学のミン・ワン氏らによってまとめられ、2月4日に学術雑誌「American Chemical Society」に掲載されました。

Powering Electronics by Scavenging Energy from External Metals
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.9b02661

酸素と金属からエネルギーを作る

Credit:American Chemical Society

今回のロボットの大好物は、アルミニウムと亜鉛です。

エネルギーの生産方法を簡単に説明すると、上図のようになります。

まず吸い込まれた空気中の酸素が電極から電子、電解質ゲルからは水を受け取り、水酸化物イオン(OH)が生じます。

次に生じた水酸化物イオン(OH)が、電解液ゲルの下に置かれたエサとなるアルミニウムを酸化させ、電子を放出させます。このとき、アルミニウムはもう一方の電極になっている状態です。

そして放出された電子は電流を作り、ロボットのモーターを動かします。

Credit:American Chemical Society

また、この発電システムはロボット(車)に連結されており、電力を得たロボットが進むことで、発電システムは常に真新しいアルミニウムから電子を取り出すことができます。

Credit:American Chemical Society

さらに多少効率は落ちますが、動画のように円運動をさせても、同じ部分のアルミニウムから何度も電子を取り出すことができました。

金属をエサに活動を続けられる

Credit:American Chemical Society

ロボットの活動時間を増やすには、大きなバッテリーを積めばいいとは限りません。

バッテリーが大きすぎると活動に必要な電力が増え、活動時間が短くなることもあります。

しかし今回の研究によって開発されたシステムは、酸素と金属を燃料にして動けます。

バッテリーを搭載したロボットには電力を充電するためのインフラが必要になりますが、この新しいロボットに必要なのは、金属を集積した補給ポイントだけであり、システムの稼働に必要なコストの大幅な削減が可能になります

また火星探査のように酸素が存在しない場所での発電はできませんが、地球上ならばどこでも酸素があるために、金属の補給だけで長期間の継続した活動が可能になります。

またこのシステムのエネルギー効率は極めて高く、良質なアルミや亜鉛を得ることができれば、リチウムイオン電池の13倍のエネルギー密度を生産可能とのこと。

現段階では金属の表面を移動するだけですが、将来的には文字通り金属を食べてエネルギーを補給する人間型や動物型のロボットもつくられることでしょう。

人間がステーキをたべる傍らで、人型ロボットがアルミインゴットを食べる風景を想像してみるのも楽しいかもしれません。

ノーベル賞級!? 壊れた機械によって偶然「核電気」共鳴法が発見される!

reference: techxplore / written by katsu
あわせて読みたい

SHARE

TAG