電波をエネルギーに変換する未来の技術
 電波から電気を作り出す、そんなSF映画にでも登場しそうな装置がアメリカ・サウスフロリダ大学で開発されたそうだ。

 その装置は、電磁波(光)の波長よりも細かな構造体を利用して、物質の電磁気学(光)的な特性を人工的に操作した疑似物質「メタマテリアル」で作られたアンテナだ。

 電波を効率よく吸収してそれを電気に変換する。電気が関連するあらゆる産業を大きく変える威力を秘めているという。
広告

周囲の電波から発電

 電波を電気に変える技術は、何年も前から研究されている。だが、それは簡単なことではなく、得られるエネルギーよりも消費されるエネルギーの方が大きいのが当たり前だった。

 しかし最近ではその状況が変わりつつある。まず、Wi-Fi、GPS、Bluetoothといった通信技術が普及したことで、身の回りを飛び交う電波が増えた。

 もう1つは、「メタマテリアル」の分野に進展が見られたことだ。これは光などの電磁波の波長よりも細かい構造を利用することで、物質の電磁相互作用現象を人工的に作り出す疑似物質である。

 こうした技術の進歩のおかげで、電波から発電するというかつての夢物語が現実的なものになった。

 今回、サウスフロリダ大学のグループが開発したのは、メタマテリアル製のアンテナだ。

 電波の吸収効率がきわめて高く、アンテナに取り付けられたダイオードに高電圧を流すことができる。

 エネルギー効率が高く、弱い電波でも電気に変換できるので、たとえば「部屋の中にあるデバイスに電波で通電・充電」できるようになると、研究グループのクレイトン・フォーラー氏は説明する。
1_e
image credit: JIANGFENG ZHOU AND CLAYTON FOWLER

基地局の電波で発電できることを実証

 『Optical Material Express』(2022年2月28日付)に掲載された実験では、0.7〜2.0GHzの電波からアンテナが収穫したエネルギー量を計測。さらに電波の周波数を変えながら、エネルギーの収穫量に影響が出るのかどうかも調査された。

 その結果、携帯電話の基地局から100メートル離れたところの強さに匹敵する電波で、100マイクロワット発電できることが確認されたという。

 それどころか着信中の携帯電話のすぐそばにアンテナを置くだけでも発電できた。

 「基地局を利用して発電した方が実用的とはいえ、アンテナの発電能力は実証されました」と、ジョウ・ジャンフェン氏は話す。
2
photo by Pixabay

世界から電線がなくなる日も近い?

 研究グループによれば、このアンテナ技術はエネルギー産業を大きく変えるとのこと。

 ジョウ氏によれば、電線やバッテリーを省略できるので、電気のコスト削減・信頼性の向上・効率化につながるという。

 「温度・照明・動きなどをチェックするスマートホームのセンサーや、建物や橋の構造をモニタリングするセンサーなど、そう簡単にはバッテリー交換できない場所に使えるでしょう」とジョウ氏は説明する。

 携帯型アンテナを開発すれば、移動中やデバイスの利用中にこっそり発電してもらったり、なんて使い方もできるようになる。

 エネルギーをより持続可能かつ効率的なものにしてくれる新しいアンテナなら、「未来はもっとパワフルで、効率的になることでしょう」とのことだ。

References:Metasurface-based antenna turns ambient radio | EurekAlert! / / written by hiroching / edited by / parumo
あわせて読みたい
指先に貼るだけで汗から発電してくれる絆創膏型のバッテリーが開発される

風力発電の羽根(ブレード)を黒く塗るだけで鳥の衝突死が70%減少(ノルウェー研究)

NASAが月や火星に超小型原子力発電システムを設置する計画。来るべき有人探査に向けて

これがシャドーエネルギーなのか?影から発電する史上初のデバイスが登場(シンガポール研究)

特殊な事情でWiFiがない町が存在する。世界最大の電波望遠鏡を守るため

この記事が気に入ったら
いいね!しよう
カラパイアの最新記事をお届けします

この記事に関連するキーワード

キーワードから記事を探す

コメント

1

1. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 08:34
  • ID:tQ93aBw50 #

無線による給電というと、ニコラ・テスラの「世界システム」だな

2

2. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 09:10
  • ID:UjKxXkpt0 #

ゲルマニウムラジオ

3

3. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 09:20
  • ID:73o.nnCV0 #

電波怪獣ビーコンか

4

4. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 09:23
  • ID:4MwvYnSo0 #

ペースメーカーを御使用の方は注意をして下さい

5

5. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 09:24
  • ID:A9ZcU6FU0 #

電線がなくなる
ということは停電もなくなる?
災害に強いテクノロジーは一般家庭でもどんどん使えるようになってほしい

6

6. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 09:24
  • ID:lqRA6Wgr0 #

電波から電力得るで真っ先に鉱石ラジオが浮かんだおじさん

7

7. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 09:59
  • ID:FoDAyjit0 #

電波を吸収するってことは緊急車両の無線を妨害するかもしれないって事だろ
電波が多く飛び交う都市部ほどアンテナ設置の規定が厳しくなるんじゃないか?

8

8. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 10:09
  • ID:mGUXsfmD0 #

テスラの夢か

9

9. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 10:37
  • ID:wte2x2WK0 #

日陰で使える電卓用太陽電池くらいかな。地味だからこそ革新技術だ。

10

10. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 10:42
  • ID:E8MrXTBC0 #

そんなに強い電力じゃないでしょ?
せいぜいスマホや電球がつくくらいの

11

11. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 10:51
  • ID:1w.nATno0 #

100マイクロワット…

12

12. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 10:53
  • ID:P2vX0BN20 #

※5
太陽フレアや高高度核爆発等による電波障害には脆弱になるね
効率は悪くなるけど現行の方式と両方備えていたほうがいいだろう

13

13. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 10:54
  • ID:M4VPWak70 #

宇宙からの電波を吸収すれば無限エネルギーだな

14

14. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 10:57
  • ID:XCfNvnt.0 #

飛び交う電波の〜♪
その〜果てに〜♪

15

15. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 11:06
  • ID:M4VPWak70 #

>>11
一昔前はナノワットだったからだいぶ進化してる

16

16. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 11:13
  • ID:GZ.QzaPS0 #

流石に高圧送電線なみの電力供給ができるわけないというか、できたらそれはそれで危険だから
大電力を使う工場やインフラ設備なんかのための電線は無くならないだろうし
電池を使う程度の製品が電池要らずになるとかそんなレベルだろうかね?

17

17. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 11:20
  • ID:660Vj1gR0 #

ニコラ・テスラって、当時は現代で言うところのドクター中松のポジションだったのかね

18

18. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 12:44
  • ID:hGbzCcDJ0 #

※4
電波を出すんではなく吸収するのだから、逆にペースメーカーの電源にすら出来るのでは?

19

19. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 13:14
  • ID:EcWlA6tf0 #

※6
すんません、ケータイのアンテナの先につけて LED ピカピカしていたアレを思い出しましたが、私はかなりのジジィです w

20

20. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 15:40
  • ID:Hmr6jPbe0 #

やったあ!これで電池要らずのテレビのリモコンが実現する!
↑茶化してはいるが、こういう用途の製品が世の中多いのよ…

21

21. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 15:48
  • ID:a4OxXYvK0 #

やっぱりテスラ博士は偉大だ。
バッテリーの要らないEV車が走る(パワーセルはいるな)し飛行機も船舶も指向性の電波を送り続ければ電力を節約できる。
携帯やモバイルのバッテリーも要らない、携帯の懐炉やクーラー(ペルチェ素子)。
家庭用はどこまで進むか予想できないけど(有線の利点もあるしね)、室内配線はなくなるだろう。

そして世界は『JM』と化すのだ。

22

22. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 16:05
  • ID:u2La4.Uj0 #

>>16
それだけでもめっちゃ便利だから頑張ってほしい

23

23. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 16:44
  • ID:4MwvYnSo0 #

進ぬ!電波少年

24

24. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 17:59
  • ID:ZSeFhEXj0 #

センサーを無電源で動かすような用途には使えそうね
(そういう装置は既に存在するけど・・・)

25

25. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 19:58
  • ID:wte2x2WK0 #

>>18 電波が不十分なとこに出たらどうすんの。枯れた技術でスタンドアロンでなきゃならんもんはあるよやっぱり。

26

26. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 20:47
  • ID:v7WhoKOJ0 #

※25
べつに全部の電源をこれにしろってわけでもないんだし
予備バッテリー付けておけばいいんじゃない?

27

27. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 21:57
  • ID:G9QrZdIj0 #

今後社会に普及して至る所で電波を勝手に電力に変換してたら電波が減衰して遠くまで届かなくならない?

28

28. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 22:24
  • ID:0nwWmaov0 #

※17
流石にテスラに失礼すぎる…

29

29. 匿名処理班

  • 2022年04月06日 23:44
  • ID:7UutFBvw0 #

N○K「お宅は電波を電力に変換していますね?では受信料を・・・」

30

30. 匿名処理班

  • 2022年04月07日 00:51
  • ID:IRiCJEDR0 #

>>27
雨の日よりかはマシだと思うけどな。水は電波を吸収するのはご存知だと

31

31. 匿名処理班

  • 2022年04月07日 01:29
  • ID:kTMSWmqP0 #

1816年まではタルタリア帝国があり、日本も交易が盛んで日本全土にタルタリア建築が建てられフリーエネルギーを使っていた。消された歴史。

32

32. 匿名処理班

  • 2022年04月07日 06:01
  • ID:e5coneT70 #

それなんテスラ?

33

33. 匿名処理班

  • 2022年04月07日 08:17
  • ID:J9Lz6G6b0 #

※29
正直それならまだ納得がいくわ。見もしない、見るに堪えない番組を垂れ流して金よこせっていうよりはだいぶ良い

34

34. 匿名処理班

  • 2022年04月07日 09:13
  • ID:yZ2JEpVd0 #

受電設備が小型化できるならポータブル機器の類が電池も充電も必要なくなるのは良いね。
昔あった鉱石ラジオみたいな感じでスマホが使えると便利。
でも違法無線とかでインフラ麻痺しそうだし戦争おきたらEMP祭りになりそう。

35

35. 匿名処理班

  • 2022年04月07日 12:39
  • ID:VrzfHhg00 #

※27
おそらくご心配されていることはないと思います。
発信側は放射していて、受信側のアンテナというか今回の記事なら受け取り側の金属原子を揺らしています。このエネルギーの変化を音声で変調してラジオで復調するのがラジオ、信号にしてさらに音声にしてるのがケータイ電話、今回の記事は電力へと変換するでしょう。すべて放射されたエネルギーを、空間経由で受けた仕組みが再度電気エネルギーへと変換しているだけです。だから発信源から離れると距離の二乗に反比例して弱くなりますが、そばのモノが隣り合ってる間は基本的に影響なく、発信元と受け取りの間に別の受け取りのモノが入るときにだけ影響がでます。いうなれば太陽が放射しているたとえば光エネルギーは火星や月が受け取っても地球に影響がなく、地球と太陽の間に月が割り込んできた(日蝕っていいますw)ときにだけ影響がでるのと同じと考えて良いでしょう。 長文御免

36

36. 匿名処理班

  • 2022年04月07日 14:12
  • ID:885r0.K60 #

これを宇宙空間、ラグランジュ点とかに設置すればまさに永遠不滅のフリーエネルギーになるんじゃない?
ダイソン球とかより簡単だし恒星の寿命とかを極端に考えても枯渇することはありえないし

37

37. 匿名処理班

  • 2022年04月08日 11:52
  • ID:1YTZVElp0 #

今でも奇妙な耳鳴りするのに、さらに悪化する。
やめてくれ

38

38. 匿名処理班

  • 2022年04月13日 21:48
  • ID:aCaK5.W80 #

この技術の完成を待つより、電線はさっさとなくしてほしいね。
日本の空の電線被覆率は途上国と変わらない。
一刻も早く、安く電線をなくす技術を確立してほしい。
空が電線で分離しなくなれば日本人の創造力は大きく飛躍するはず。
まあ一部有名アニメ作家は電線大好きらしいけどね。

39

39. 匿名処理班

  • 2022年04月14日 07:06
  • ID:gkij.eTZ0 #

技術的にはスマホとかのコードレス充電とおなじ。
ただ、これで現在の機器で利用できるレベルの電力を取り出そうとするのは事実上不可能。
(そんな環境だと人体への電磁波の影響が無視できなくなる)
これを利用するには小電力で動作する機器を開発する必要がある。

40

40. 匿名処理班

  • 2022年04月14日 10:32
  • ID:Hf6L.XMZ0 #

※26
機能を付加すればするほど故障率があがる

41

41. 匿名処理班

  • 2022年04月14日 12:37
  • ID:eH9pQbCp0 #

ふと、ニコラ・テスラさんが考えた無線送電は、どういうものだったのだろう? と思った。
あの時代にメタマテリアル式のものを構想していたのだろうか。それとも別なものか、はたまた考えていなかったか。

42

42. 匿名処理班

  • 2022年04月14日 18:28
  • ID:k.UZfwKU0 #

衛星軌道に打ち上げた太陽電池からマイクロウェーブで地上に送電する技術は既に存在するね。IHIや金沢工業大学あたりが頑張ってる。.......アーマードコアのどれかで「敵のレクテナ(rectenna)施設を破壊せよ」ってミッションあったな。アンテナに乗るとマイクロウェーブで自機がダメージってw イヤな未来予想だけど当たりそう。

43

43. 匿名処理班

  • 2022年04月15日 18:27
  • ID:xVgf3iWO0 #

やっとニコラ・テスラに追いついたってところか

44

44. 匿名処理班

  • 2022年04月18日 14:24
  • ID:rN9IV3Ln0 #

なんで素直に世界システムって言わねぇんだろ

45

45. 匿名処理班

  • 2022年04月18日 14:25
  • ID:rN9IV3Ln0 #

※43
富裕層以上が損しないシステムが完成したって事でもあるな

46

46. 匿名処理班

  • 2022年05月31日 18:31
  • ID:Loma4DFs0 #

※37
電波の波長を音(高周波)として聞き取れる希少な人にとってはまあ災難ですけど所詮ごく稀な少数派ですんで考慮はされないでしょうしな…
原理的には説明がつく(ていうか実際にそういう機械的装置も既にある)んだけど人体でもそれが起こると実証されたわけじゃないからまだまだ仮説段階で存在を疑問視する向きも根強いし

お名前
ADVERTISING
記事検索
月別アーカイブ
ADVERTISING
ADVERTISING