日本電信電話（NTT）は2018年2月19日、生物由来の材料など、環境に負荷をかけない材料のみを使った電池「ツチニカエルでんち」を開発したと発表した。大量にセンサーを配置しても回収不要なセンサー端末への応用を想定しているという。
図 「ツチニカエルでんち」の試作品
出所 日本電信電話
LPWA（Low Power Wide Area）など、IoT（Internet of Things）関連の技術開発が進み、センサーで環境データなどを収集する例も増えている。しかし、大量のセンター端末を配置すると回収時に問題が発生する。配置はできても回収が困難な場所もあるからだ。NTTは今回開発した「ツチニカエルでんち」を利用すれば、環境に悪い影響を与えずに「土に還る」センサー端末を開発できると想定している。
既存の電池は、出力を高めながら寿命を伸ばすために希少金属や環境に有害な物質を使用している。この電池を土壌に放置すると、土壌やそこで生きる生物に悪い影響を与える可能性がある。今回NTTが開発した電池は、生物由来の材料と肥料成分を材料としており、寿命が尽きて役目を果たした後に放置しておいても、環境に悪影響を与えることなく土壌に還る。
図 一般的な電池と「ツチニカエルでんち」の構成材料の比較
出所 日本電信電話
「ツチニカエルでんち」を実現する上で大きなポイントとなったのが、電極の材料だ。電池の電極は、大気中の酸素を取り込んで、内部で拡散できるような構造にする必要がある。従来の電池は粉末のカーボンを結着剤で固形化し、3次元の「導電性多孔体」という構造を作り、内部で酸素が拡散する電極を製造している。
一方「ツチニカエルでんち」では、生物由来材料に前処理を施すことで、内部で酸素が拡散する多孔体の構造を持つ繊維状の電極を開発した。結着剤を使う必要もないという。試作品を動作させたところ、数個の電池を直列につなぐことで、市販の温度センサーモジュールの動作に必要な電力を得られた。実際にモジュールが温度を検知して、そのデータをBluetooth Low Energy信号を発信することと、その信号を受信できることを確認したとしている。
図 既存の電池の電極（左）と「ツチニカエルでんち」の電極（右）の顕微鏡拡大写真
出所 日本電信電話
そして、電池を粉砕して小松菜を植えた土壌に混ぜ合わせる試験も実施したところ、既存の電池では小松菜の生育を阻害するが、新たに開発した電池は悪影響を与えないということも確認している。NTTは今後、この電池の性能向上を進めながら、同社の半導体技術を駆使して「土に還る」センサーや回路を開発し、回収不要のセンサー実現を目指すとしている。
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