砂糖から電力を取り出す砂糖電池 52
ストーリー by hylom
スタバで砂糖を燃料として補給する人が現れる未来へ 部門より
スタバで砂糖を燃料として補給する人が現れる未来へ 部門より
eggy 曰く、
バージニア工科大学の研究チームが、エネルギー密度がリチウムイオン電池よりも大幅に高いというバッテリーを開発したとのこと。しかも再充電可能であり、砂糖を材料としているため生物分解性の特徴を持つという（slashdot）。
この生物燃料電池では、白金やニッケルの代わりに酵素からつくられた触媒を利用し、燃料物質を分子に分解してエネルギーを取り出すのだが、この燃料物質に砂糖を使っている点がポイントだ。材料の入手や運搬が容易で、生物分解が可能になるというメリットがあるという。
これまでも砂糖を利用した燃料電池は開発されてきたが、既存のものは砂糖を完全に酸化させることができず、結果としてエネルギーを少量しか蓄えることができなかったという。一方で、今回考案された電池は触媒として13種類もの酵素を使用し、それらが自由に循環することで砂糖分子から効率的にエネルギーを取り出すことができるという。エネルギー密度は596Ah/kgだそうで、これは従来のリチウムイオンバッテリと比べて「1桁大きい」そうだ。
エネルギ密度 (スコア:4, 参考になる)
元論文 [nature.com] の Figure 4 (小さくて見にくいですが) によると，
Li-ion バッテリが 150Wh/kg なのに対して，596Ah/kg という条件に対応する 15% Maltodextrin （って何じゃらほい)
を使ったときで 300 Wh/kg くらいです．Li-ion に対して，2倍くらいのエネルギ密度ということらしい．
1桁大きくなるのは濃厚な燃料を使ったときで 100%メタノールの場合で2200Wh/kg を越えます．
食品としての砂糖1kg のカロリーが 3000kCal くらいらしいので，
3000kCal/kg → 12500kJ/kg → 12500kWsec/kg → 3.49kWh/kg → 3490Wh/kg ．
300Wh/kg だとその1割弱を電力にできるってことか．
Re:エネルギ密度 (スコア:1)
Ahはアンペア時だから、電池の酸化還元反応で移動する電荷の総量ですね。アンペア秒が1クーロンなので、1Ahは3600C。
エタノールなら砂糖をアルコール発酵した時の生成物なので、それよりも体積あたりの酸素が多い(=体積あたりのエネルギー密度が低い)メタノールの方が「エネルギー密度が高い」のは不思議な感じがするけれど、純物質と砂糖水の飽和水溶液(15%)と比べてるわけね。
だったら、純粋な砂糖を少しずつ水に溶かす方が密度高いんじゃないだろうか。てか、水の中に不飽和なままつっこんでおけば、分解したそばから溶けていきそうだけど。
maltodextrin (スコア:0)
造語かな
maltose:麦芽糖：ブドウ糖が2つつながったもの
dextrin:ブドウ糖がいくつかつながったもの
2つより多いんだが明確な数はない。
難溶性デキストリンなんて言葉があるくらいなんで、
水に溶けるってのが目安。
＃グリコーゲンとかでんぷんになると溶けない
つまり水溶性のブドウ糖べーすの多糖類くらい？
ちなみに砂糖は蔗糖メインの混合物
蔗糖はブドウ糖と果糖が結合した二糖類
Re: (スコア:0)
その理屈でいうと、セロビオースとマルトースが区別できませんね。malto-とわざわざことわっているのは、グルコースのαグルコースでの重合であることを指しています。
ちなみに、
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9E%E3%83%AB%E3%83%88%E3%83%87%E3%... [wikipedia.org]
によると、鎖の数が2以上20以下だそうで、この定義では二糖を含んでいますね。
無線機器に使おう (スコア:2, すばらしい洞察)
いわゆる一つのサトームセンというわけですよ。
Re: (スコア:0)
うまいっ
Re: (スコア:0)
あまいっ
Re: (スコア:0)
こんなすとーりーにまじになっちゃってどうするの
比較対象がどうも (スコア:2)
今月のトラ技をパラパラしつつ。
そもそも燃料電池というものがリチウムイオン電池よりエネルギー密度が一桁高いそうなので、他の燃料電池と比較してどうなのかを明らかにして欲しい。
甘党ロボ (スコア:1)
この電池を使ってロボットを作ると、
砂糖を食べて酸素呼吸をするロボットになるのか。
なんかちょっとステキだ。
Re:甘党ロボ (スコア:2)
無人惑星サヴァイヴのチャコですね。燃料電池で果物の糖分を分解して動く、
http://www3.nhk.or.jp/anime/survive/keyword/index.html [nhk.or.jp]
Re:甘党ロボ (スコア:2)
砂糖が無いときは、米と麹を食わせれば良いのか。
かもすぞ～～
＊＊たこさん＊＊・・・
Re:甘党ロボ (スコア:1)
砂糖の代わりに炭水化物じゃダメですかね？
Re: (スコア:0)
どら焼きとか
Re: (スコア:0)
炊飯器をつなぐのはご遠慮ください。
Re:甘党ロボ (スコア:3, すばらしい洞察)
ロボットじゃないよ、アンドロイドだよ
Re: (スコア:0)
うるさい、お前なんかロボットだ
Re: (スコア:0)
ひどいじゃないですか
Re:甘党ロボ (スコア:2, おもしろおかしい)
このつまんねーコメントの浪費見るたびに「ああ、元ネタ知らないアニメネタ見せられてる人はこういう気分なんだなー」とちょっと反省する
# そしてすぐ忘れる
Re: (スコア:0)
砂糖も炭水化物なんだがとマジレス
Re:甘党ロボ (スコア:1)
砂糖を消費してどんな廃液がでるのでしょう？
ひょっとして・・・ウィッ、ヒック？
Re:甘党ロボ (スコア:2)
RAMに似たモノかな。
Re: (スコア:0)
エネルギー残量を表情で表してくれるとなおよし
甘いもの見せるとニッコニコだ
Re:甘党ロボ (スコア:1)
ペロペロキャンディーとかを与えるんですね。
Re:甘党ロボ (スコア:1)
Re: (スコア:0)
脳も動かせて一石二鳥ですな
Re: (スコア:0)
子供が食べても安心！
# 子供の喋る言葉がカタカナになったらどこかで使ってる電池が減ってないかチェックしてください
Re: (スコア:0)
スウィーツwwwww
とバカにされたりして。
# そんなロボットが出来たら生クリームを守る秘密結社を作らねば
話がうますぎる (スコア:0)
甘い話には気をつけるんだ！
Re: (スコア:0)
大分前に機械工学の大学教授が、糖から作った電気エネルギーについて、
人の栄養源を電気にするなんてもっての外だ、って言ってたの思い出した。
Re:話がうますぎる (スコア:2)
大分大学に空目した・・・
新人。プログラマレベルをポケモンで言うと、コラッタぐらい
Re:話がうますぎる (スコア:1)
血液中の糖をエネルギー源にする電池が
ペースメーカ用に研究されていた希ガス。
その教授はそういう用途を知った上での発言なのかな。
Re:話がうますぎる (スコア:1)
糖尿なので、売電しつつ治療できるようになったらいいなあ。
#存在自体がホラー
Re: (スコア:0)
なるほど、人工心臓などは磁気により充電できるものはあるけど、
さらに小型化するために、医療機器の分野では大いに活用できそうですね。
広告が混乱している (スコア:0)
調味料と太陽光発電の広告が並んでいるなあ。
妄想 (スコア:0)
砂糖を甘酒に代替して、国産エネルギー獲得＆国土保全とはならんかのう。
Re:妄想 (スコア:2)
Wikipediaによると、2008年の日本の年間消費電力が1,083,142GWh
#2534380 [srad.jp]によれば、砂糖の食品としてのエネルギーが3490Wh/kgだそうな
で、仮にそれを100%電力に変換したとして、必要な砂糖の量は310,355,873トン
ここ [alic.go.jp]によると2012年度の全世界の砂糖の生産量が185,046,000トンだそうなので、世界中の砂糖を集めても日本1国を賄えない状態
日本だけで見ると多い年でも年間200,000トンくらいしか砂糖を生産してないので、それを全部発電に転用しても0.1%も賄えない計算に
ちなみに、甘酒は810kCal/kgで意外にローカロリーだそうなので、更に厳しいっすなぁ
#やはり、バナナの皮で核融合するのに期待するしか……
Re:妄想 (スコア:1)
バナナが滅びたら人類滅亡。
バナナの品種改良に立ち向かう博士と
バナナの皮で転んだ恨みを抱きつづけるマッドサイエンティストの戦いが今始まるッ！
#今日も一日がんばりましょう。
Re: (スコア:0)
そして、ミニオンが生まれる。
Re:妄想 (スコア:1)
沖縄と奄美大島がエネルギー生産地としてせいちょうするのはともかく、甜菜栽培で北海道が食糧生産からエネルギー生産に振り向けられるようになると、逆に食料資源の確保に海外に頼らざるを得なくなったりして。
そういえばキューバのトリニダーとロス・インヘニオス盆地にあるサトウキビ畑は砂糖が廉価になったせいで年々縮小傾向で荒れるに任されているそうなんだが、エネルギーソースとして角砂糖を輸出するようになったら復興するのかなあ…ブラジルのオレンジ畑ぶっ潰してサトウキビ転換するのが加速するだけかな。
＃ 爆言のち漏電中… ：D
まだまだ杞憂だろうが (スコア:0)
バイオ燃料がもてはやされた結果、投機筋の資金流入もあって穀物価格が高騰し、貧困層の飢餓が拡大したようなことが起きないといいですね。
Re: (スコア:0)
価格は別にしても、メタノール車と砂糖電池車が覇権を争って共倒れになる予感。
メタノールや砂糖の原料をもっともっと開発しないとあかんね。
Re: (スコア:0)
>メタノールや砂糖の原料をもっともっと開発しないとあかんね。
食うための糖質じゃなくてよいと思われるのでなんか適当なものを発酵させられるようになればいいかもしれないですね。
毒性のある物と混ざっていても発電後廃棄物を焼却とかでなんとかなったりするんだろうか？
Re: (スコア:0)
セルロースが有望じゃないか？
分解すればブドウ糖。
高効率のセルロース分解酵素が手に入れば可能性は大きい。
木材等ではリグニンと結びついている。
実はこれがネックになっている。
リグニンを高効率で分解しないと利用できる資源が限られてしまう。
Re: (スコア:0)
ちょっと！車に餌さあげた手で家さわらないで！！
何べん木造と言ったら理解してくれるのこの子は・・・
Re: (スコア:0)
普及の度合いによるでしょうね。
バイオエタノールが穀物価格の高騰を招いたのは、
既存の内燃機関に少々の改造を施すだけで使用できた事に、
原油価格の高騰が合わさり、急激に需要が立ち上がったのが背景にあります。
今回の場合、対象となるのは電気自動車と思われますが、
普及度合いと、バッテリーののせ換えという比較的規模の大きい改造が伴うので、
バイオエタノールの時のような資源価格の高騰を招く可能性は低いのではないでしょうか？
Re: (スコア:0)
そのうち生ゴミ入れておけば土を生成しつつ走る車になるんじゃんかろうか。
そのうちゴミを入れておけば適切なエネルギーをとった後、あまりを分別してくれるんじゃなかろうか。
そのうちゴミを食べて発電する掃除ロボ兼乗り物がでるんじゃなかろうか。
そして、掃除ロボに乗ってる人間はゴミ化してるんでじゃなかろうか。
Re:まだまだ杞憂だろうが (スコア:1)
ゴミ突っ込んだら過去や未来に飛べる車はまだですか
Re: (スコア:0)
そのうちゴミを見て過去の過ちと鮮明な未来を描けるようになるんじゃなかろうか。
再充電可能？ (スコア:0)
誰もここにつっこんでいないが
>しかも再充電可能であり
って？
普通に二次電池として充電できるの？
そのためには逆反応を起こせる必要があるが…
酵素を使った反応だと難しい予感。