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9268 story

代替バッテリーの本命はマイクロ発電機か 100

ストーリー by Oliver
オレのノートはV6だぜ 部門より

maia曰く、"ポータブル機器の長時間駆動を実現するため、マイクロ燃料電池の実用化が言われているが、より電力消費型の機器においては、マイクロ発電機こそ本命かもしれない。同じ重量なら燃料電池の10倍の出力があるという(参考:超小型ガスタービン発電機の話:PDF)。11月26日CNETの記事に、直径1cm、厚さ3mm、出力1Wという超小型発電機試作の話が載っている(将来の目標は20~50W)。この試作機は圧縮空気を動力源としているが、同種の研究では、将来的にはガソリンやプロパンなどの炭化水素燃料の使用を予定しているようだ。エンジンの形式も、タービン、ピストン、ロータリーエンジン等が研究されているらしい。MITの研究(参考:ウルトラマイクロガスタービンの話)では、直径2cm、厚さ3.7mm、1分間120万回転で、出力20Wが目標だ。携帯電話は分からないが、例えば電動車椅子や、将来の自立型ロボット等は、こうしたMEMS(Micro ElectroMechanical System)ベースのマイクロ発電機を動力源にしているのかもしれない。(関連ストーリー)"

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  • by NOBAX (21937) on 2004年11月27日 21時38分 (#658476)
    小型ガスタービンは排ガス中に含まれるNOxが
    多量のためあまり流行りませんでした。
    また騒音の問題もあった。
    環境面がクリアできるかどうか疑問ですね。
    • Re:排ガスがどうかな? (スコア:1, すばらしい洞察)

      by Anonymous Coward on 2004年11月28日 3時58分 (#658559)
      小型ガスタービンでタービンブレード折損事故なんかが起きたらどうなるんでしょうね? 質量は軽くても回転数が高いから,そんなの吹っ飛んできたら恐ろしい気がします.
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      • by SteppingWind (2654) on 2004年11月28日 11時39分 (#658608)

        120万rpmともなると, 現在のハイエンドハードディスクの100倍ですからね. 一方の径はせいぜい数分の1にしかなっていませんし.

        遠心力は回転数の2乗で効いてきますし, 対して径の縮小による軽減は径に比例しますから, ハードディスクのガラス基板に比べてざっと1000倍以上の強度が必要になりますね. 焼結ダイアモンドとかウィスカー複合材とか, なにか超絶的な材料を使わないと実現が難しそう.

        高速回転機器の代表と言えば, 歯の治療で使われるエアタービンで最高50万rpmとか出しているんですが, あれは径がmm単位ですからなんとかなっているわけで...

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        • by tada (5086) on 2004年11月28日 16時54分 (#658670)
          最外周の遠心力(rω2)が大きそうなダーボ機械を調べてみました。
          F100ターボファン :だいたい 500,000[m/s/s]
          LE-7 LH2ターボポンプ :だいたい 3,000,000
          MITマイクロガスタービン:だいたい 60,000,000

          ただ、応力的に一番キツいのは最外周ではなく中心部で、
          応力σr=ρ/2*(rω)^2という大きさになるはずで、σr/ρで比較すると、
          F100ターボファン :だいたい 70,000[m2/s2]
          MITマイクロガスタービン:だいたい 130,000
          LE-7 LH2ターボポンプ :だいたい 200,000
          という順番なので、強度的に不可能ではないと思います。

          自分は軸受けがどうなっているのか気になりました。
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  • by keybordist (3572) on 2004年11月27日 19時43分 (#658457) 日記
    実際に燃料を補給するとして、近所のGSに携帯持って行って、
    10ccだけ売ってくれ!なんて言ったら、普通断られますよね。

    やっぱり、燃料電池の普及に合わせて危険物取扱に関する規制が緩和されるなんて話がありますけど、
    そういう下地が無いとこの技術も普及は難しいんじゃないかなあと思います。

    #それでも、ASIMOがGSへおつかいに行く姿を想像して、ちょっと萌。
  • by Anonymous Coward on 2004年11月27日 20時01分 (#658462)
    もし、も~し。なんかエンジンの音がして、聞こえないんですけど。
    • by G7 (3009) on 2004年11月28日 10時07分 (#658585)
      >エンジンの音

      エンジン「のサイズ」にも色々あるんで、
      エンジンの音「の波長」にも色々あるんですよね。

      ほら(といっても見たこと無い人が多いかも知れないが)、
      模型用のエンジンなんて物凄く甲高い音がするじゃないですか。
      (聞き慣れてない人には、エンジンの音だとすら判らないかも。)
      あれって、サイズが小さくて、そのぶん(?)回転数も高いからだったりするんで。

      マイクロなエンジンだと、更に高い音になるでしょうね。

      で、もしかすると、
      携帯の音の帯域より高いとか、
      更にいえば人間の可聴周波数より高いとか、
      そういうことに成ったりしないかなーと。
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      • by Anonymous Coward on 2004年11月28日 11時34分 (#658606)
        排気管のサイズやガスの流速によるところも大きいですよね>周波数

        >更にいえば人間の可聴周波数より高いとか、
        電源を入れると、近所の犬は吠え出し、天井裏のネズミは暴れ、
        家具の隙間からはゴキブリがざわざわと…ひぃぃ
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      • このタービンの大きさと共振周波数はかなり高くなる筈だし、
        ガスタービンかつ回転数が高いと言うことで、回転音もかなり高くなるので容易に可聴域を越えると思います。

        問題はこの音が環境的な影響を起こさないかということと、これだけ小型になると(外圧や衝撃で)容易に壊れるのではないかと言う危惧が出るのですが。
        壊れた場合、小さくても内燃機関であり、火傷では済まないで爆発になるでしょうから、携帯機器には適さないと思うのですが。

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  • by maia (16220) on 2004年11月27日 20時08分 (#658463) 日記
    2001年11月26日のWIRED記事 [goo.ne.jp]「電池に替わる? 超小型発電機」
    #なんか当時と、あまり話しが進展してないようで恐縮(する事もないか

    熱処理の問題は気になるが、それなら熱も発電(ペルチエ素子の熱電発電 [fujitaka.com])に回せばいいかも。
  • 1200000rpm ? (スコア:2, おもしろおかしい)

    by Anonymous Coward on 2004年11月27日 20時58分 (#658468)
    毎分120万回転もしてたら、携帯電話で通話しながら 方向転換できなかったりしないんですか?(ジャイロ効果)
    • Re:1200000rpm ? (スコア:2, おもしろおかしい)

      by Anonymous Coward on 2004年11月27日 23時23分 (#658501)
      ジャイロ効果のため、
      カメラ付き携帯の場合には手ぶれ防止機能付になります.
      親コメント
    • Re:1200000rpm ? (スコア:1, すばらしい洞察)

      by Anonymous Coward on 2004年11月28日 3時07分 (#658552)
      タービンを2枚にして互いに逆方向に回せばいいんじゃない?
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      • by NAT33 (17123) on 2004年11月28日 9時39分 (#658579)
        二重反転ローターじゃないんだから(^^;

        別にあれはジャイロ効果の相殺なんか狙ってなかったと思うが?
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  • 電気に変換せずに (スコア:2, すばらしい洞察)

    by sameshima (10060) on 2004年11月27日 22時00分 (#658483) 日記
    エンジン駆動ハードディスクで
    ついでに発電
  • 圧縮空気を動力源として使うのは面白いんじゃないかと、個人的には思うんですよね。
    例えばこれとか。 [goo.ne.jp]
    空気を圧縮するだけなら、高性能コンプレッサー+太陽電池とかでいくらでも備蓄できるし。

    高性能空気入れとかあれば人力で燃料補給も出来そうだし。

    #地球上の空気が薄くなるのか
    • by Anonymous Coward on 2004年11月27日 23時32分 (#658507)
      小さい頃に、圧縮空気で動く車とバイクの玩具がありました。
      ポンポンポンという力強い音を出しながら数メートル走りました。
      比較的簡単な構造でエンジン部分は透明だったので、どのように動いているのか分かりました。当時は、そのような構造で動くのか理解できませんでした。
      どっかで売ってないかなぁ。
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    • by QwertyZZZ (8195) on 2004年11月28日 15時05分 (#658651) 日記
      漢ならフライホイール [ns-elex.co.jp]だろうが。
      誰でも一目瞭然な仕組みとか良いと思うんだが。

      #携帯用超小型ってのは暫くは難しいとは思うけど。

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  • 超小型原子力発電機 (スコア:1, すばらしい洞察)

    by Anonymous Coward on 2004年11月28日 0時14分 (#658519)
    この技術で超小型原子力発電機ができれば、ドラえもん実現へ 一歩近づきますなあ(違
    • by tarosuke (2403) <webmaster@tarosuke.net> on 2004年11月28日 1時40分 (#658538) 日記
      原子力電池の小型化 [goo.ne.jp]?
      # リンク先のだと小さすぎるけど。
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    • 放射線/放射能の漏洩は棚上げするとして、技術的に考えた場合、何でタービンを動かすか、一次熱循環系の熱媒は何にするか厄介だと思うのですが。

      通常、タービンを動かすの(二次系)も一次系の熱媒も純度の高い水ですが、二次系の水は猛烈な勢いで消費されるし、マイクロタービンの腐食の問題がつきまとうし、それ以上に一次熱循環系の熱媒の放射能汚染の問題や配管をどうするかという機械的な問題があるのではないでしょうか。
      # 一次系に金属ナトリウムを使うアイデアは「もんじゅ」の致命的な事故で
      # 事実上破綻していますしね

      仮に二次系もクローズドサイクルにするとしても、今度は機構が複雑になりすぎて、コスト的に(放射能対策を抜きにしても)見合わないのではないかと思うのですが。

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  • by Anonymous Coward on 2004年11月28日 1時18分 (#658532)
    そんなに小型軽量化が可能なら、人工衛星に載せてやってください。
    「太陽電池パネルの展開に失敗し…」というようなトラブルが無くなるだけでもメリットは大きいのでは?
  • by OddEye (18936) on 2004年11月28日 2時23分 (#658546)
    よくHONDAの赤いのとか、屋台の隅に置いてあるのを見かけますが、
    あれの超小型とかないでしょうかね?ラジコンのエンジンとか
    使ったりして、できないですかね?アウトドアでノートブックPC
    使えるくらいのがあると面白そうですけど。

    #っておいおい、そのまま電車に持ち込むつもり?
    • by OddEye (18936) on 2004年11月28日 2時46分 (#658549)
      こんなの [cassette-feu.com]だったらあるみたいね。
      カセットガス式発電機。
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    • by Anonymous Coward on 2004年11月28日 19時48分 (#658710)
      ラジコンの小型焼玉式アルコールエンジンって、
      「小さい部品は慣性も小さい」のをいいことにギンギンにブン回して
      パワーを搾り出すタイプなので、結構寿命が短いんですよ。

      ラジコンとして遊んでるうちは稼働時間も短いですから、
      別に耐久性が無くてもいいのでしょうけど、電力供給用として常時稼動になったら
      故障が頻発するんじゃないかと思います。

      それに、小型エンジン(Cox09とか)はニトロメタン含有率が高い、
      高価な燃料を要求するものが多いですしね。
      親コメント
  • 燃料電池/マイクロ発電機が現実味を帯びて来るに従い、技術より生臭い方向が心配なのは私だけですかね?

    ・消耗品利権のため、燃料は全て専用カートリッジに入っているものが必要
     (安全性のこともあるので、これは仕方ないとしましょう)
    ・燃料カートリッジ規格の囲い込み合戦、もしくは規格の乱立
    ・何を目的にしているんだか不透明な消防法改正及び、わけのわからん規制と外郭団体の発生

    ざっと予想する限り、こんなもの?
  • 名探偵コナンのターボエンジン付スケートボードに近づくか?
    太陽電池とバッテリーでも動く=モーター動力で推進でしょうから、
    ターボエンジンも駆動でなく発電に使ってるんじゃないかなと

    # 犯人追跡眼鏡の焦点が気になって仕方が無いのでID
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コンピュータは旧約聖書の神に似ている、規則は多く、慈悲は無い -- Joseph Campbell

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