バイオ燃料電池とは、『糖類から発電する電池』のことです。これだけではバイオ燃料電池の実態が掴めませんが、『ご飯から電気を作る電池』と言い換えると分かりやすくなるでしょう。人は糖類を生体エネルギーに変えて活動していますが、バイオ燃料電池はこれと同じ容量で電気を作っていると言うことができます。
つまり、人は人体を介することなく人間と同じようにエネルギーを作れるようになったのです。この技術が進歩すれば、ジュースやご飯を入れるだけで電気が流れたり、自分の体に接続するだけで携帯が充電できるようになったりするかもしれません。本記事ではバイオ燃料電池と人体が作るエネルギーに焦点を当てて、バイオ燃料電池の将来について考えていきたいと思います。
バイオ燃料電池とは？
バイオ燃料というのは生物が持つエネルギーのことで、主に炭水化物に含まれる糖類を起源とする燃料を指します。
というのも、地球で生きる細胞核を持った生物の全てが糖類（グルコース）から作られるATPという物質をエネルギーとして活用しており、人間も植物も糖類をエネルギーの一つとして活用しています。このATPを指して生体エネルギーということもありますが、この生体エネルギーを作るために必要なのが糖類です。
とうもろこしから作られたエタノールなどを指してバイオ燃料と言うこともありますが、エタノールの元を辿ればとうもろこしが含んでいる糖類なので、糖類がベースになっている燃料という意味でバイオ燃料と呼んで間違いありません。
そしてバイオ燃料電池というのは、その糖類をベースにしたバイオ燃料を使って発電する装置なので『糖類から発電する電池』と考える事ができますね。
糖類から発電すると言っても簡単なことではありません。糖類というのは炭素・水素・酸素原子が複雑に結合して出来た化合物で、電気を作るためには、鉛と硫酸だけで発電する鉛電池などとは比べ物にならないほど複雑な反応が必要になります。
このため、現在研究されているバイオ燃料電池には『酵素型』と『微生物型』があります。
糖類から発電するために必要なのは高度に発達した回路や特殊な電極ではなく、糖類を巧みに分解して扱いやすくするための物質です。それが酵素だったり微生物だったりするだけで、本質的な仕組みはさほど変わりません。
また、場合によっては糖類を分解する触媒に酵素や微生物のような生体触媒を使っている事を指してバイオ燃料電池と言うこともあります。どちらにせよ、糖類ベースの燃料を使っていることに違いはありません。
人間と変わらないエネルギー源
バイオ燃料電池のポイントは、何と言っても使える燃料の幅が広いということです。
糖類というのは要するに甘いものや炭水化物です。砂糖もそうですし、白米もそうです。糖分を含むジュースやおにぎりだって燃料に使えます。まさに人間そっくりです。
これらはコンビニで簡単に手に入りますし、人間が毎日摂取しているものなので家にも沢山あることでしょう。充電器の燃料として使うのであれば、旅行に持っていくのは食べ物だけで事足ります。
ただし、燃料に使えるのは糖類だけなので、ジュースの水分やおにぎりの海苔の部分は廃棄されてしまいます。玄米の場合は糠が廃棄されるでしょう。
こう考えてみると人間のようには行きませんが、人間だってエネルギーとして使っている部分はバイオ燃料電池と同じです。摂り過ぎた水分は尿として排出されますし、食物繊維は大部分が便として排出されます。
こう考えてみると、バイオ燃料電池は電池なのか生き物なのか分かりません。生きているわけではないので生き物ではないのですが、生き物と同じように食べ物からエネルギーを作り出すというのは不思議な気分になりませんか？
(次ページ: バイオ燃料電池の未来と食物の持つエネルギー)
食べ物をエネルギーとして使うということ
食べ物をエネルギーにするというのは、エネルギー効率的にはどうなのでしょう？
精白米1kgが持つエネルギーは約3500kcal。大豆は約4500kcal。一方、燃料として使われる木炭1kgは3600kcal。さらに灯油は10000kcalぐらいになります。
灯油と白米のエネルギー量を比較するだけでもかなりおかしな話ですが、こう考えてみると白米と灯油ではかなり大きな差がありますね。大豆が意外に高いエネルギーを持っているのも驚きです。
ちなみに、カロリー(cal)は熱量なので基本的には燃やした際のエネルギー量を意味しています。カロリーを電気エネルギーの比較に使うのは不適切な様に思えますが、1cal = 4.184Jで、ジュール(J)は電気的なエネルギーの基準にも使われる単位です。
あくまで理論上の数値ですが、エネルギー量の比較にカロリーやジュールは使えると考えて良いでしょう。
さすがに石油燃料には勝てませんが、こう考えてみると食べ物にも高いエネルギーが含まれている事がわかります。また、バイオ燃料電池には環境汚染がありませんし、身近に沢山ある食べ物を燃料として使えるというのは魅力的です。
また、忘れてはいけないのが、食べ物が保有するエネルギーは既存の電池に比べると遥かに多いということです。同じ重さや容量でも、電池よりはるかに多い電気作れる食べ物はエネルギー源として注目に値します。
バイオ燃料電池の未来
「食べ物を燃料に使えたからと言って何が変わるんだ？」と思うかも知れません。
確かにこの利点だけを見て、バイオ燃料電池がどのように使われていくのか想像するのは難しいでしょう。
しかし、食べ物を元にエネルギーを作れるということは、食べ物を食べる生き物の体から電力を作れるということ意味しています。
バイオ燃料電池の応用先として最も期待されているのがペースメーカーのような体内に入れて使う電子機器で、半永久的に電池交換が必要なくなります。他にも、動物や昆虫、植物などに取り付ける機械にも応用は可能です。
また、どこにでもある食べ物や飲み物から電力を作れるということで、手軽に使える携帯端末の充電器としても利用できるでしょう。賞味期限切れの弁当が燃料として売られる日も近いです。
もっと未来には、機械が自発的に食べ物を食べて充電する日も来るかもしれません。人工知能が進歩して人の様に会話し、人型の体を持ち、食べ物を食べて充電するようになったら機械と生き物の区別がつけにくくなりますね。