海水中のナトリウムイオンの動きを利用して、継続的に電気エネルギーを生み出す革新的な「エネルギーハーベスター」*が新たに開発されました。この技術は、水を利用したエネルギーハーベスティングや環境に優しいエネルギー技術など、幅広い分野での電源技術としての応用が期待されています。
* エネルギーハーベスター：エネルギーハーベスターとは、日常生活で使われず廃棄されるエネルギー源を利用して電気を生み出す装置です。
科学技術情報通信部管轄機関、韓国機械研究院（柳西鉉院長、以下KIMM）ナノ融合製造研究部ナノデバイス・ディスプレイ部のヒョン・スンミン主任研究員とソ・ヘミ主任研究員、慶北国立大学（洪元和総長）化学工学部のチョン・スファン教授らの研究チームは、海水に含まれるイオンの動きを利用して電気エネルギーを生成する環境に優しい自己充電型エネルギーハーベスターの開発に成功した。
KIMMが開発したエネルギーハーベスターは、酸素官能基含有量の異なる多層カーボンナノチューブと酸化グラフェン膜をそれぞれカソードとアノードとして利用し、海水を電解質として構築されています。このプロセスでは、電解質内のより多くの陽イオンが、酸素官能基含有量が比較的高いアノードに近づき、2つの電極間のイオンの再配置の結果として電位差が生成されます。
従来の水を利用したエネルギーハーベスターは、エネルギー変換効率が低く、再利用のために継続的に水の動きを生み出すために外部エネルギー源を必要とするため、継続的な使用が困難でした。さらに、これらのハーベスターの利用は、外部エネルギー源が供給できない環境では制限されていました。
KIMMの研究チームが新たに開発したエネルギーハーベスターは、放電後も外部エネルギーなしで初期の開回路電圧を回復し、継続的に再利用できるため、デバイスの回収が難しい海洋などの環境でもセンサー用のエネルギー供給装置として継続的に使用できます。
この新しいエネルギーハーベスターは、24.6mW/cm³の電力密度を有しており、これは従来のイオン性ハイドロゲルを使用した水ベースのエネルギージェネレータ（電力密度5.9mW/cm³）の約4.2倍であり、電卓、時計、センサーなどの小型デバイスに十分な電力を供給することができます。また、面積を拡大したり、複数のハーベスターを連結したりすることで、より多くの電気エネルギーを生成することができます。
KIMMのヒョン・スンミン主任研究員は、「今回開発された技術は、継続的な自己充電が可能で、外部エネルギーなしで使用できる環境に優しいエネルギーハーベスティング技術です」と述べました。また、「温度、溶存酸素（DO）、海洋の無機窒素などの環境要因の監視が必要な環境で、センサーやデバイスを動作させるためのエネルギー源として活用されることが期待されます」と付け加えました。
本研究は、科学技術情報通信部が資金提供した韓国国立研究財団（NRF）のナノ材料技術開発プログラム「環境に優しいバッテリーモジュールの開発と統合モジュールの使い捨て評価」プロジェクト、およびKIMMの基礎研究プログラムの一つ「ナノベースOmni-TEX技術の開発」プロジェクトの支援を受けて実施され、化学工学分野の著名な研究誌「Chemical Engineering Journal（IF：13.3）」**に掲載されました。
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の 韓国機械材料研究院（KIMM） KIMMは、科学技術情報通信省の管轄下にある非営利の政府出資研究機関です。1976年の設立以来、機械・材料の主要技術の研究開発、信頼性試験評価、開発された製品・技術の商品化を通じて、国の経済成長に貢献しています。
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