シビレエイ発電機
理研が作った発電機。切り刻んだシビレエイの体の一部が入っている

電気をだす魚「シビレエイ」の器官を利用した発電機を開発したと、理化学研究所(理研)が発表した。

シビレエイは海底の砂にひそみ、小魚が近づくと電気ショックでしびれさせ、捕食する。その体内では変換効率が100%に近い発電を行っている。多くの生物が持つアデノシン三リン酸(ATP)という化合物を燃料にする、強力な電気器官を備えているためだ。

今回の発電機はその電気器官を組み込んだ。

シビレエイ発電機の素材
捕獲から数日以内の新鮮なシビレエイを使う

理研では開発のためにまず生きたシビレエイを調達した。捕獲から数日以内の新鮮なシビレエイの電気器官まわりに電気を通す布(導電布)を貼り、頭部を手で圧迫したところ、短い電流が発生。LEDを点灯させたり、コンデンサーに電気を蓄えたりでき、さらに蓄えた電気でミニカーを駆動させることもできた。

さらにシビレエイから電気器官を取り出し、人工脳髄液(ACSF)の中で一時保存してから、導電布ではさんで電極をつなぎ、薬液を注入したところ、生きたシビレエイより長いあいだ電流が発生した。

電気器官をACSFで洗浄するなどしても再び同様の反応があり、繰り返し発電に使えることが分かった。

そこで電気器官を切り刻むなどして、機械に組み込んだところ、無事発電や蓄電ができたという。高効率な発電機に向けた第1歩だと、理研は考えている。

シビレエイを組み込んだ機械
シビレエイの電気器官を機械に組み込んだ

ただし、シビレエイは安定、大量に入手できる素材ではない、という問題が残っている。

そこで今後は電気器官に相当する素材を人工的に生み出す必要がある。細胞膜やタンパク質の再構成手法とマイクロ・ナノ流体技術を組み合わせ、分子からボトムアップ的に細胞機構を開発する、といった方法を考えている。

燃料となるATPをいかに大量に供給するかという問題もある。理研では、セルロースを遺伝子組み換えバクテリアに分解させ、ATPを合成させる、といった方法を考えている。

ATPは生物が必ず持つ化合物で、今回の発明は将来、体内はもちろん食物や排水など、さまざまな環境で利用できる「微小エネルギー駆動型」発電機につなげられる、とも構想している。