2005年08月19日 尿電池開発される [医学・科学関連]
シンガポールにあるバイオエンジニアリング＆ナノテクノロジー研究所のカイ・バン・リー研究員は、このほど尿によって作動する超小型電池の試作に成功した。この電池はごく簡単な構造を持ち、きわめて安価な材料で作ることが出来るが、わずか2滴の尿によって1.5mW強の電力を発生する。
リー研究員は、この電池が家庭用の健康測定キットの使い捨て用途や、体内埋め込み医療デバイスの電源として有効なのではないかと、その論文の中で示唆している。
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と言うことなのだけれど、オシッコで安価に電気が作れるなら、そんなセコイ目的だけでなく、一大尿発電プラントでも作る話をぶちあげればいいのにと素人は単純に考えてしまう。しかし、論文をよく読めば、ことはそんなに簡単ではないようだ。
この電池はマグネシウムを負極、銅を正極として、その間に塩化第一銅をしみこませた紙が挟まっているだけの、きわめて簡単な作りになっている。そして、塩化銅を含んだ紙に尿を染みこませると化学反応が賦活化され、以下の反応が起こるという。
Mg → Mg2+ + 2e−
2CuCl + 2e− → 2Cu + 2Cl−
最終的な反応は以下のものだ。
Mg + 2CuCl → MgCl2 + 2Cu
要は、マグネシウムが酸化され、塩化第一銅が還元される課程で電子が放出されると言うことだが、この反応のどこにも、「尿」が介在しなければならない理由がない。単に水でいいのではないかと思えるのだが、ここを見ると、塩化第一銅というのは水にはほとんど溶けず、アンモニアには溶けるという性質があるらしい。尿を反応媒体につかうのはそれが理由のようだ。(でも、尿のアンモニア濃度はふつうはそう高くないのではないかなぁ)
尿電池などというと、オシッコが低コストの電源になるような勘違いをしてしまいそうになるが、マグネシウムと銅化合物という化学的ポテンシャルが高い物質に封じ込められたエネルギーの一部を、電気として利用するということらしい。蓄えたエネルギーの缶詰をあけるときの缶切りが、たまたまオシッコだった、と言うだけのことですな。都合のいい話はなかなかないものであります。
Ki Bang Lee,"Urine-activated paper batteries for biosystems",J. Micromech. Microeng. 15 (2005) S210–S214.(PDF)
投稿者 webmaster : 2005年08月19日 22:27
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トラックバック時刻: 2005年08月20日 06:35
コメント
マグネシウムと銅であれば食塩水程度でも十分で、特に
具体的な反応にこだわる必要はありません。
一円玉と十円玉の間にティッシュを挿んで、塩水を注し
ボルタの電堆よろしく積み上げて感電する悪戯がありますね。
投稿者 二人目 : 2005年08月20日 13:28
なんか、原理的には普通の電池ですなぁ。確かにマグネシウム使てると言うのは珍しいかな。実際はおしっこ掛けて動かすんや無うて、いわゆる乾電池とかボタン電池みたいな密封パッケージにしてあるんでしょうからねぇ。体内用に良いのかどうかは判りませんが、エネルギー密度が高いのかな？少なくとも剥き出しの金属マグネを体内に入れる勇気は無いですけどね。
投稿者 温泉カワセミ : 2005年08月20日 11:50