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農研機構が微生物燃料電池システムの開発に成功

微生物燃料電池利用のハードルを下げた

2019年9月24日、農研機構と旭化成エレクトロニクス株式会社は共同で、微生物燃料電池(MFC:Microbial fuel cell)を利用し、センサーの駆動が可能なMFCシステムを開発したと発表した。
従来からMFCは存在し利用されていたが、構成部材の値段が高い上に電極が劣化しやすい、という欠点があった。
実用化は難しい状況であったが、この部分を改善したため、コストも従来型に比べ10分の1以下となり実用化のめどが立った。

エナジーハーベスタが鍵

今回、実用化できることになった大きな要因として、新規エナジーハーベスタの開発がある。
センサーを駆動させるためには、電気エネルギーを集め出力電圧を昇圧させるエナジーハーベスタ(昇圧デバイス)が必要であるが、センサー類が必要とする3.3Vまで昇圧できなかった。
今回はこの昇圧デバイスを見直し、MFCからの0.2V~0.6V程度の出力を、3.3Vに昇圧することに成功した。
なお、このデバイスは超低消費電力型であり、わずか2マイクロワットである。
因みに従来型の消費電力が、100~5000マイクロワットであったことを考えると、非常に低消費であることが分かる。

自立型センサーとして活用が期待される

微生物が起こす電力を利用した燃料電池であるが、自然環境に存在している細菌を利用するため確保に困らない。
今後は、この燃料電池を用いたセンサーを自立型として、水田や河川、湖沼などに設置しデータを取得すれば気象データなどの収集が容易になる。
なお、エナジーハーベスタ用のICは2020年を目途に市販化が予定されている。
(画像はプレスリリースより)

▼外部リンク

農研機構HP
https://www.naro.affrc.go.jp/

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