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第24回 ブドウ糖を酵素が分解し発電、さらなる高出力化を追求[バイオ電池]

2008年2月22日

 携帯電話やノートパソコンなどのモバイル機器に欠かせない二次電池は、ますます高性能化が求められている一方、自然素材の活用も大きな課題になりつつあり、従来とは異なる発想が求められている。
 そうした新型電池の一つにバイオ電池がある。生物のエネルギーとなるブドウ糖を注入し、酵素による分解で発生した電子を電気エネルギーとして利用するというものである。

文/斉藤勝司 科学ジャーナリスト

最適な酵素を探し
効率的に働く構造設計

こうしたバイオ電池に注目して開発を進めてきたソニーは、0.5mWの出力のバイオ電池を発表した。デジタルオーディオで音楽を再生でき、バイオ電池としては世界最高水準の出力になっている。

研究段階のバイオ電池の多くは、ビーカーなどの容器にブドウ糖と、それを分解する酵素を入れて、浸した電極から電子を受け取るというもの。しかし、これでは電子デバイスへの搭載は難しく、出力を高めることは望めない。

そこで、ソニーではブドウ糖を高効率で分解できる酵素を多くの市販品の中から選択したのに加え、電子伝達物質とともに電極に高密度で固着させる方法を考案した。多孔質の炭素でできた電極に、電荷の異なる2種類のポリマーを用いて固着させることにより、大量の溶液を用いずに高出力化が可能になった。

バイオ電池の原理

●バイオ電池の原理
水素イオンは陽極側に移行し、酸素と反応して水が合成される。酵素の反応促進を利用することで、酸素を強制的に供給する装置を使わず、実用化に適したシンプルな構造を実現した

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