ハムスターが回し車の中で走り続けるエネルギーで、本当にスマホが充電できちゃった。
若きアマチュアエンジニアが、ハムスターの運動エネルギーを電力に変換する充電装置を自作し、実際に動作することを実証した。
弟の飼っているハムスターが夜通し車を回す音で眠れなくなったことが開発のきっかけだという。
モーターやリチウムイオン電池など複数の電子部品を組み合わせて安全な充電システムを完成させた。
夜通し回し続けるハムスターの騒音がきっかけ
弟の誕生日プレゼントとしてハムスターが家にやってきた日から、スペインの少年の悩みが始まった。
ハムスターはもともと夜行性の動物で、人間が眠る時間帯に最も活発に動く。
夜中になると回し車をひたすら走り続け、その回転音が静かな部屋に響き渡る。
眠れない夜を過ごしながら、アマチュアエンジニアとしてYoutubeで動画を投稿している彼はふと考えた。
あの莫大な回転エネルギーを、何かに使えないだろうか。
「やかましい存在から役に立つ存在になってもらおう」それなら騒音だって気にならなくなるはずだ。
こうしてハムスターの回し車をスマホ充電器に変える実験プロジェクトをスタートさせた。
回し車の回転を電力に変えるしくみ
発電の基本原理は、意外なほどシンプルだ。モーターに電気を流すと回転するが、逆にモーターを外から回転させると電気が生まれる。
この性質を利用したのがタービン（Turbine）で、蒸気・風・水流など回転力を生み出せるものなら何でも発電に使える。
世界中の発電所がこの原理で動いており、ハムスターの回し車も例外ではない。
少年は、ハムスターホイールの軸に直流モーター（DC motor）を接続し、ハムスターが走るたびにモーターが回転して電気が発生する装置を組み上げた。
発生した電力は、壊れた電動スクーターから取り出したリチウムイオン電池（Lithium-ion battery）に蓄積される。
リチウムイオン電池はスマートフォンや電気自動車にも広く使われており、軽量で大きなエネルギーを蓄えられる点が特長だ。
充電実現を阻む技術的な壁
しかし実際に作り始めると、いくつもの技術的な壁が立ちはだかった。
まず回転数の問題がある。5ボルト（V）の直流モーターがスマートフォンの標準的な充電速度である15ワット（W）に達するには、理論上1万回転/分（RPM）以上の回転数が必要だ。
どれだけ元気なハムスターでも、そこまでの速度は出せない。仮に出せたとしても、モーターが熱で焼き切れてしまう。
次にバッテリーへの充電電圧の問題がある。
バッテリーに電力を蓄えるには、バッテリー自身が持つ電圧よりも高い電圧を外から与えなければならない。
ハムスター一匹が生み出す電圧はごくわずかで、そのままではバッテリーに充電できない。
この二つの問題を解決するために、彼はエネルギーハーベスターモジュール（Energy harvester module）を導入した。
これは微弱な電力を受け取り、バッテリーが受け入れられる電圧まで引き上げる小型回路だ。
さらに、最大電力点追従制御（MPPT：Maximum Power Point Tracking）と呼ばれるシステムも組み込んだ。
MPPTは太陽光発電でも使われる技術で、発電装置からバッテリーへの電力伝達を常に最も効率のよい状態に自動調整する役割を果たす。
ハムスターの運動でスマホ充電の成功
システムが完成すると、少年は弟のハムスターに一晩走ってもらい、翌朝USBケーブルでスマートフォンをつないで充電テストを行った。
装置は問題なく動作したが、充電速度はカタツムリ並みに遅かった。
ボトルネックを探るため、サーモグラフィカメラ（Thermographic camera）で装置全体の熱分布を調べた。
サーモグラフィカメラは物体から発せられる熱を画像として可視化する機器で、電子部品の過熱箇所の特定などに使われる。
調べた結果、問題は充電装置ではなく、接続に使っていた古いUSBケーブルにあることが判明した。
新しいケーブルに交換すると、充電速度は劇的に向上した。
「これで弟のハムスターの人生にもやっと意義が生まれた」と彼は自身が運営するYouTubeチャンネル「Flamethrower［https://www.youtube.com/@FlamethrowerYT］」に投稿した動画の中で満足げに語った。
太陽光より信頼できるかもしれないハムスター
荒唐無稽に見えるかもしれないが、発電の仕組みとしての論理は正しい。
理論上は、エアロバイクのように家の中で機械的に回転するものなら何にでも応用できる可能性がある。
ただし彼が強調するのは、有り余るエネルギーで夜通し回し車を回転させているハムスターの力を有意義に利用することだ。
アメリカだけで100万世帯以上がハムスターを飼っているとされており、その多くが夜中に回し車をブンブン回し続けているのだとすれば、同じ発想を持つ人間が世界中にいてもおかしくない。
太陽光は曇りの日に発電量が落ち、風力は無風のときに止まるが、ハムスターは天気に左右されない。
少年は動画の最後をこう締めくくった。「夜行性のはずなのに、こいつは絶対に眠らないんじゃないかと思い始めている」。
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