NTTら,貴金属・有害物質のない回路で信号を生成

日本電信電話(NTT)と東京大学は,低環境負荷な材料のみで構成した電池(低環境負荷電池)と回路(低環境負荷回路)を用いてPoC(Proof of Concept)のためのセンサ・デバイスを作製し,世界で初めて通信信号を生成することに成功した(ニュースリリース)。

IoTの進展に伴い,ありとあらゆるモノがデバイス化していくようになると,そのまま一般ゴミとして捨てられる恐れがある。NTTは,回収・分別・廃棄の問題に対応する為,廃棄時においても環境・生物への影響が小さい材料を選択したデバイスを開発してきており,肥料成分と生物由来材料から構成した、「ツチニカエルでんち」を作製し,電池動作を確認している。

今回,主に回路と電池で構成される低環境負荷センサ・デバイスの実現をめざすにあたって,回収・分別・廃棄の問題に対応する低環境負荷な材料を,廃棄物に関連する有識者にヒアリングした。

その結果を踏まえ「資源性を考慮し,貴金属を使用しないこと」と「有害性を考慮し,原則,環境経由で人間や動植物に影響を与える恐れのある化学物質群を使用しないこと」を低環境負荷な材料を選定する際の考え方とし,回路および電池を構成する材料として選定した。今回選定した材料は,7種類の元素(H,C,N,O,Mg,Al,S)のみで構成されている。

選定した材料を用いて,低環境負荷回路・低環境負荷電池を作製した。低環境負荷回路は,有機半導体分野の研究を推進する東京大学と,カーボン材料で全電極を構成する有機トランジスタ作製プロセスを開発し,カーボン電極有機トランジスタを用いて,CMOS構造のアナログ発振回路やデジタル変調回路を構成した。

低環境負荷電池は,有機半導体で構成した低環境負荷回路を駆動するには電荷輸送に高い電圧が必要な為,低環境負荷材料として選定したカーボンを電極として適用するための3次元の導電性多孔体構造の形成,および電池の直列化構造による高電圧化に取り組んだ。

実験は,低環境負荷電池,低環境負荷回路,市販スピーカ(またはオシロスコープ),ケーブルをブレッドボードで接続した構成で行なった。実証試験の結果,この低環境負荷センサ・デバイスは,4bitの通信信号(検出信号=”1″,識別信号=”001″など)の信号を出力していることを確認した。

研究グループは,低環境負荷な電池・回路に関する要素技術の高度化を進め,社会実装をめざして外部機関・企業等と連携しながらユースケースを探索し,新奇なサービスの創出を進めるとしている。

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