研究者らが空気中の湿度から発電するデバイスを開発
マサチューセッツ大学アマースト校の科学者たちが、空気中の水分を利用して電力を生み出す小型デバイスを作成した。この革新であるAir-genは、日光や風なしで連続的に動作する。この画期的な進歩は、さまざまな環境で持続可能な電源への道を開く可能性がある。
2025年10月1日、マサチューセッツ大学アマースト校の電気・コンピュータ工学准教授であるJun Yao氏率いるチームは、空気中の周囲湿度から電力を生成する新しいナノテクノロジーベースのデバイスを開発したと発表した。このデバイス、通称Air-genは、大気中の水分子との相互作用を通じて電気電圧を生み出す微小なタンパク質ナノワイヤーで構成されている。
この研究は、Advanced Materials誌に掲載され、2020年の同チームによる初期作業に基づいており、そこで大規模な類似コンセプトが初めて実証された。この最新版は技術を微視的レベルにスケールダウンし、より高い効率と、ウェアラブルエレクトロニクスや建築材料などの日常品への統合の可能性を可能にしている。「これに非常に興奮しています。なぜなら、空気からどこでも、昼夜問わずエネルギーを収穫する可能性を開くからです」とYao氏は大学のプレスリリースで述べた。
研究の主な詳細には、デバイスの通常の湿度条件下（相対湿度20-60%程度）で各デバイスあたり約0.5ボルトと17ナノアンペアの安定した電流を生成する能力が含まれる。複数の層を積層することで出力が増幅され、プロトタイプでは数ボルトまでの電圧を示している。ナノワイヤーは、Geobacter細菌から由来し、これらの導電性フィラメントを自然に生成する。
背景の文脈から、湿った環境で特定の細菌が電力を生成する様子を観察したことがインスピレーション源であることがわかる。共同著者のDerek Lovley氏とGuanglai Li氏を含むチームは、安定性とスケーラビリティを確保するために素材を何年も改良した。太陽光や風力発電とは異なり、天候に依存せず、Air-genは連続的に機能するため、屋内アプリケーションや遠隔地に適している。
リリースで強調された示唆には、モノのインターネット（IoT）デバイスのセンサーへの電力供給、環境監視、さらには再生可能エネルギーグリッドへの貢献などの広範なアプリケーションが含まれる。しかし、バッテリーと競合するための電力密度の向上や、変動条件での長期耐久性の確保などの課題が残る。Yao氏は「これは始まりに過ぎません。実世界での使用に最適化する必要があります」と強調した。
この発見は、有限資源に依存せずにグローバルなエネルギー需要に対処する可能性により、科学コミュニティから注目を集めている。即時の商業化スケジュールは提供されなかったが、研究者たちは多様な湿度レベルでのさらなるテストを計画している。