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  • 回土电池的试制品(长度为25毫米)

June 2020

回土电池

回土电池的试制品(长度为25毫米)

日本的信息通信运营商开发了在自然中分解却不给环境带来坏影响,用于监测环境的电池。

社会基础设施、工业系统自不用说,组装在自然环境中的各种电子机械不是通过人,而是通过互联网逐渐实施物联网社会,让我们的生活开始变得更加方便和安心。例如,自然灾害很多的日本,为了在局部地区监测台风和集中暴雨等引发灾害的征兆,在山间部和斜坡等地区投入了“散播型传感器”,有助于提高防灾确保安全。除此之外,为实施野生动物生态调查还导入了安装在动物身上的传感器“生物记录仪”。

但是,伴随着 “万亿传感器时代”的到来,当构成安装在小型传感器中的电池和电路的材料全部回收或者再利用很困难,被指出会对自然环境造成负荷。

日本电信电话株式会社(简称NTT)致力于解决这个问题,开发了一种来自肥料成分和植物成分的碳材料,即使放置在自然界中也不会对土壤和生物产生不良影响,还可以返回土壤的电池。

日本NTT公司于2018年2月宣布开发环境负荷较低的电池“回土电池”。电池性能方面也在逐渐提高,现在直列配置时,可以接受来自温度传感器模组的信号,实现在1.9mA/cm2的测量电流下达到了1.1V电压的性能。此外,还根据肥料鉴定法进行植害试验,确认不会像以前的电池那样妨碍植物的生长。

NTT尖端集成设备研究所的研究员野原正也先生说:“为了实现物联网社会,预计今后自然界也会分布大量的传感器类。但是,并不是全部都可以实现回收再利用。例如,为了寻找禽流感的感染途径而安装在候鸟身上的传感器,不能100%回收。为了这样无法回收的电池不给自然环境带来恶劣影响,这就是‘回土电池’的开发目标”。

作为传统电池,以干电池为例,一般由锌合金的负极和二氧化锰的正极以及强碱电解液构成。NTT尖端集成设备研究所将负极和电解液换成肥料成分,正极则换成了来自植物的碳。

据说这个开发最辛苦之处是正极的部件。以往的技术中为了使粉末状碳固体化而使用氟类树脂等粘合剂,但是粘合剂成分不包含在土壤中,燃烧时也会产生有害气体。因此,通过对来自生物的材料进行特殊的预处理,开发不使用粘合剂的碳电极来解决该问题,成功开发出环境负荷小的电池。

“原本我们部门就在开发手机用的高性能二次电池。积累的技术和知识应用到环境符合小的电池上。”野原先生说。

该公司长年致力于通信用的半导体和电路的开发,除了电池以外还进行着返回土壤的传感器和设备的研究。今后,用于灾害对策的散播型传感器将急速增加的情况下,让我们更加期待诸如环保电池的开发那样,在考虑减少对环境环境负荷的同时实现物联网社会的到来。