無線モジュールのバッテリーレス化が可能になる、スプレーコーティングがすごい！

先週行われたワイヤレスジャパン2015で、「無線モジュールのバッテリーレス化」という気になるメッセージを見つけた。

IoT（モノのインターネット）で、「モノ」の方には低消費電力な無線通信技術が必須となるが、低消費電力とはいえ充電が必要になる。もしくは電池が切れれば交換が必要になるが、このブースでは「無線モジュールのバッテリーレス化」とある。これは一体どういうことなのか、コーンズテクノロジー株式会社の妹尾さんと池田さんにお話を伺った。

ー無線モジュールのバッテリーレス化にすごく興味があるのですが、どういったものなのか教えていただけますか？

妹尾さん（以下、妹尾）「こちらの発電ウェアでご説明させていただきます。」

妹尾「こちらの発電ウェアは圧電素子というものを使っており、ひずみを発生させて発電するものを、靴の中敷きとヒザの裏に仕込んであります。

歩けば曲がりますので、ひずみが発生して発電します。発電した電力を何に使っているかというと、無線のモジュール、IoTでよく使われていると思いますが、BluetoothのLE（Low Energy）に対して電力を与えてあげています。動けば無線モジュールに電力供給できるので、半永久的にBluetooth通信ができ続けるということになります。」

ーどのくらいの電力が発生するものですか？

妹尾「この動きで今、2mW（ミリワット）です」

ー2mWというとどのくらいなのでしょうか？

妹尾「わかりやすく言うと、Bluetooth　Low Energyが動くくらいですね。現在は、充電できるような回路を開発中です。2次電池というものになるのですが、それができると軽く走って電力をためてしまえば、あとは多少止まってもBluetoothには送り続けられるようになります。

弊社は商社なのですが、実際にこれを作っているのは福島県にあるムネカタ株式会社さん、さらに拓殖大学の前山研究室と3社で共同研究を行っています。」

ー実用化としてはどのようものを想定していらっしゃるのですか？

妹尾「あくまでもこの発電ウェアはデモなのですが、センサーなどと組み合わせて、この技術をインフラ的なところに使いたいと思っています。それがこちらの社会インフラ・モニタリングシステムになります。」

妹尾「これは、トンネルや地質調査などで、ひずみが起こることで電気が発生したものを、センシングできるものになります。ボルトのゆるみもわかりますので、老朽化している建物などにも適しています。」

ーなるほど。ひずんだ時だけ電気が発生するわけですね。

池田さん（以下、池田）「はい。こちらがゆるくて、こちらがしっかり止まってるボルトなのですが、出力電圧に差が出るようになっています。ゆるんでる方は電圧が出なくなります。」

ー橋などは老朽化してるものも多いですよね。

妹尾「日本で老朽化している橋は多いそうです。社会インフラ・モニタリングシステムも発電ウェア同様、バッテリーがいりません。ムネカタの社スプレーコーティングを塗っていて、そこから電極を取ってモニタリングしています。取ったデータというのが、こちらはBluetoothではなくて、ラピスセミコンダクタ社さんからご提供いただいた920MHzの無線モジュールで飛ばしています。

この技術をわかりやすく見せたものが、先ほどの発電ウェアになりますが、こちらの社会インフラ・モニタリングシステムの方で我々は勝負していきます。」

ー実際にこの技術が導入されている場所はありますか？

妹尾「まだ、ありません。」

ー話が進んでいるところはありますか？

妹尾「かなりあります。詳細は申し上げられないですが…」

ーそうですよね、ありがとうございました。

「無線モジュールのバッテリーレス化」ができる理由は、ひずみを使うことで発電できるから、ということだった。

しかもバッテリーがいらず、スプレーコーティングするだけでモニタリングできるということなので、かなり引き合いがあるというのも頷ける。コーティングについては鉄はもちろん、透明ガラスや布なども可能だが、不導体であればコーティング前に電極が必要になる。

小さな電力の発電ではあるが、インフラや工場の点検などでは大きな需要があり、アイディア次第ではさらに様々な分野へ広がるだろう。

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