鉛筆で紙に描いて作るバッテリー

紙に鉛筆で絵を描いて発光ダイオード（ＬＥＤ）を灯すバッテリーが開発された。

蔚山（ウルサン）科学技術院（ＵＮＩＳＴ）エネルギー及び化学工学部の李相英（イ・サンヨン）教授チームは、鉛筆の芯を電池の両極として使う亜鉛・空気バッテリーを開発した。鉛筆の芯を材料に使うものではない。紙に鉛筆で絵を描けば、バッテリーが作られる。

研究チームが開発した亜鉛・空気バッテリーのような金属・空気バッテリーは、空気に触れてこそ動作する。金属が空気中の酸素と結合して酸化する現象を利用する。外部空気と接触しないように容器に完全に密閉する一般電池と違って、金属・空気電池は、使用前は密閉し、使用するときに容器を開けて空気と接触させる。

研究チームは、紙に数〜数十μｍ（マイクロメートル・１μｍは１００万分の１メートル）の大きさの穴があることからインスピレーションを得た。紙の微細孔に空気が出入りできるので、金属・空気電池を作ることができた。炭素の多い鉛筆を両極材料に選んだ。さらに、亜鉛を材料に陰極物質をインクの形で開発して、紙の上にペンのように書けるようにした。

このペンでバッテリーを作る方法は非常に簡単で不思議である。紙に電気回路を描くときに利用する導電性ペンで描いた絵の上に鉛筆で陽極を、亜鉛インクで陰極を描き、電解質インクを塗れば、電圧１.２Ｖのバッテリーが作られる。

バッテリーの材料はインクタイプなので、形を自由に作ることができる。絵に応用すれば、新しい作品を作ることができる。形を描くだけで、一般電池と同じように動作するので、教育用キットとしても開発できる。李教授は、「このバッテリーを利用すれば、子供たちは直列と並列のような電池の基本原理を簡単で楽しく勉強できるだろう」と語った。


オ・ガヒ東亜サイエンス記者 solea@donga.com