乾燥機から取り出したばかりの靴下を2枚重ねるときに聞こえるパチパチという音は、摩擦電気効果によって静電気が発生した結果です。この効果は時に不快なショックを引き起こすこともありますが、北京ナノエネルギー・ナノシステム研究所の研究者たちは、この効果を利用して、わずかな風でも発電できる風力タービンを開発しています。
田園地帯に点在する巨大な風力タービンは、風を捉えて電力に変換し、都市の電力供給に非常に効果的です。しかし、建設と設置に多額の費用がかかるだけでなく、稼働するにはある程度の風速が必要です。そのため、巨大なブレードは空高く設置されています。外に出た時に感じるそよ風では、従来の風力タービンの動力源としては不十分です。そこで研究者たちは、ごくわずかなそよ風からエネルギーを捉える、全く新しい設計を考案しました。
風車の回転羽根は、内部の発電機を回転させるだけで発電しますが、この摩擦電気ナノ発電機（B-TENGとも呼ばれます）は、3枚の羽根を、風になびく2枚の薄いプラスチックフィルムに置き換えています。このフィルムは互いに接触と剥離を繰り返し、摩擦電気効果によって小さな電荷が発生します。風速5.79km/h（3.6mph）程度の低速風でも十分なエネルギーを発電できますが、研究者たちは、風速8.9～17.9mph（14.3～28.8km/h）の時が最も効果的であることを発見しました。この時、薄いフィルムが同期してなびき、フィルム同士の接触が増えるためです。
B-TENGを腕に装着してブロックを一周するだけで、電池切れのスマートフォンに少しだけ充電できると思っているなら、考え直してください。巨大な風力タービンの風力エネルギー変換効率は45%以上ですが、この新しいデバイスの効率はわずか3.23%です。理想的な風速を一定に保った状態で実験を行ったところ、研究者たちは100個のLEDグリッドを時折素早く点灯させるか、シンプルな低消費電力温度センサーを作動させる程度の電力しか生成できませんでした。
このデバイスは現在、この技術が機能するという概念実証段階ですが、実社会での使用が可能になるまでには、まだ多くの課題が残されています。薄いプラスチックストリップは壊れやすく、濡れたり汚れたり、あるいは誤って折り目をつけたり折ったりした場合にどの程度の性能を発揮するかはまだ分かりません。B-TENGが実験室外でも同様に機能するデバイスとして実現するには、多くの改良が必要ですが、微風からエネルギーを回収することが、将来的に実用的な代替エネルギー源となる可能性を実証しています。送電網をクリーンにするためには、あらゆる解決策が必要になるでしょう。
