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電波で送電、生活革命 名大・天野教授挑む

パワー半導体(左)と、窒化ガリウム結晶を見つめる天野浩教授=名古屋市千種区の名古屋大で

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 二〇一四年にノーベル物理学賞を受賞した名古屋大の天野浩教授(57)らの研究チームが、離れた場所から電波を使って電気を送る「遠隔給電システム」の開発を進めている。実用化されれば、走りながら電気自動車(EV)に充電できたり、宇宙で太陽光発電した電気を地上に送ったりと、社会全体に影響が及ぶ。天野教授は「まずは三年後までに、(小型無人機)ドローンにワイヤレスで給電できるシステムを実現させたい」と具体的な見通しを明らかにした。

 現在、電気製品を継続して使用するためには原則として電線やケーブルを接続し、送電しなければならない。接続不要の「ワイヤレス給電」も一部で実用化されているが、効率が悪く、携帯電話など微電力で動く製品に限られている。

 チームが開発を目指すシステムは、電気を高周波帯の電波に変換して、アンテナを使って「レーザー光線」のように送り、受信アンテナを通じて再び電気に戻す仕組みだ。原理的には、高出力の電気を遠くまで効率よく送ることができるが、現在の技術では給電時の電力ロスが大きく、実用化は困難だった。

 天野教授らのチームはノーベル賞を受賞した青色発光ダイオード(LED)開発の鍵となった窒化ガリウム(GaN)の結晶化技術を活用し、電圧や電流を調整する電子部品「パワー半導体」の高性能化に世界に先駆けて成功。電力ロスなどの課題克服にめどが立った。

 手始めとして既にドローン向けのシステム開発に着手。国内の電機メーカーやドローン開発メーカーと協力し、電気回路やアンテナなどを組み込んだシステム開発を進めている。まずは三年後までに数十センチの近距離だが、三分間でワイヤレス充電できるシステムの確立を目指す。さらに五年以内には、百メートル前後の高さを飛びながら遠隔給電できるまで発展させたいという。天野教授は「遠隔給電は、物流や人々の移動手段に革命を起こす。みなさんの生活を豊かにできる」と意気込んでいる。

 (坪井千隼)

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