微生物を燃料にセンサーを駆動 水田に設置できる新バイオ電池2019年10月1日
農研機構は旭化成エレクトロニクスと共同で、水田や池に設置できる安価で実用的な微生物燃料電池とその電力を効率的に回収するエナジーハーベスタを開発した。この2つを組み合わせた微生物燃料電池（MFC）システムは、気温やCO2濃度などを測定するセンサーの駆動に利用することができる。
データ駆動型のスマート農業では、気温や湿度、CO2濃度などの環境因子を多くの地点で測定する際に、測定装置を駆動させる電源の確保が問題になる。その電源として注目されているのがバイオ電池のMFCで、土壌や池などに含まれている有機物を燃料として発電する。
農研機構が新たに開発したMFCは、ステンレス鋼の表面を炎で酸化した電極を負極に使うことで、従来より1/10以下のコストに抑えた。水田や池など水がある環境で利用でき、長期の使用に耐える。
MFCでセンサーを駆動するには、電気エネルギーを効率的に回収して出力電圧を上昇させるエナジーハーベスタが必要。従来型の回収効率は低く、実用化の障害になっていたことから、旭化成エレクトロニクスは、新たに超低消費電力型エナジーハーベスタを開発。従来型では回収できなかった低出力のMFC(2 μW)からでも電力を回収できることを実証した。
また、炎酸化ステンレス鋼電極を用いたMFCと、新規エナジーハーベスタを組み合わせたシステムにより、CO2センサーを駆動させることに初めて成功。CO2センサーは温度センサーなどと比較して大きな電力を消費するため、これまでMFC電源によりCO2を測定できなかった。
同システムは水田や池などで、MFCを唯一の電源とした自立駆動型センサーの開発に利用でき、スマート農業や地球温暖化の解析に向けた環境モニタリングへの貢献が期待できる。
エナジーハーベスタのICは、2020年度中の市販化を予定。
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