7月10日の日本の『日経産業新聞』によると、東京 レーザー光の物体を使えば、光エネルギーを電気に変換できる。 このようにして、携帯電話や家電製品の充電ケーブルのトラブルを回避できるだけでなく、電気自動車 (EV) を充電するために停止する必要がなくなります。 充電ケーブルから離れたこの生活は、2050 年までに実現されるかもしれません。
レーザー充電の原理は非常にシンプルで、電気エネルギーを利用してレーザー光を発光し、レーザー光が照射された対象物を発電パネルで電気エネルギーに変換します。 東京工業大学の宮本知之准教授は、レーザー充電は効率と安全性の問題が解決できれば、できるだけ早く実用化できると述べた。
宮本氏のチームは、レーザーを使用して約10ワットの電流を流すことに成功した。 また、これを使用して無線制御システムを操作したり、地上でレーザーを使用してドローンを停止させたりすることもできます。 さらに、同社の技術は水の影響を受けないため、水中ドローンの充電も可能です。
現在普及しているワイヤレス充電技術のほとんどは、コイルに通電したときに生成される磁場を利用して電気エネルギーを供給する電磁誘導の原理を利用しています。 携帯電話のワイヤレス充電はその実用的な例です。 この方法の充電効率は約 90% ですが、携帯電話と充電器の間の距離は数センチメートル以内に保つ必要があります。
長距離では、マイクロ波ワイヤレス充電がより好ましい選択肢となります。 この技術では、特定の波長の電磁波を使用する必要があります。 しかし、長距離充電の場合、距離に応じて伝送効率が大幅に低下するため、大出力の伝送が困難になります。 また、電磁波により受信機にノイズが発生し、誤動作を引き起こしやすくなります。
対照的に、長距離電力伝送を行う場合、レーザーのエネルギー変換率は約 50% に維持できます。 レーザーは、長距離高出力ワイヤレス充電を実現する技術手段として広く認識されています。
ただし、この充電方法は完璧ではなく、安全性の問題が非常に難しいです。 レーザーの出力は非常に高いため、人体に危険を及ぼす場合には、無人環境での使用、または人員が立ち入る適切な場所での厳重な管理を確保する必要があります。
宮本氏は、レーザー充電技術はまず無人倉庫のセンサーや無人搬送車（AGV）で試すことができると述べた。 無人倉庫センサーは倉庫の隅々に設置されており、一部は倉庫内を自由に移動でき、倉庫の上部から連続充電可能なレーザーを発射できます。 この技術は 2030 年頃に実用化される予定です。
研究者らはまた、誰かがいる間に電化製品や携帯電話を充電することも試みている。 カメラなどのコンポーネントを通じて人の位置を特定し、人が近づくとレーザーの発射を停止することで安全を確保します。 この種の技術があれば、レーザーによる電気自動車の継続的な高出力充電が可能になり、電気自動車を動かし続けることが可能になります。
海外ではこの分野のスタートアップが相次いで設立されている。
米パワーライト・テクノロジーズとスウェーデンのエリクソンは、5G基地局向けレーザー無線給電の実証実験で協力した。 イスラエルの Wi-Charge は、IoT デバイス向けのワイヤレス充電技術を開発しています。
宮本氏は、対照的に日本では実用化はほとんど進んでいないが、この分野に興味を持つ企業は増えていると説明する。 宮本氏らは関連セミナーを通じて情報共有の促進に努めている。
これまでレーザーは、光ファイバーなどの情報通信分野のほか、CDやDVDなどのメモリーの作成にも使われてきました。 産業に欠かせないレーザー集光の発熱特性を利用した金属加工にも使用されています。
レーザーは、顔認識や自動運転の分野でも真価を発揮しつつあります。 携帯電話の顔認証機能は、赤外線レーザーを利用して顔の三次元特徴を取得し、本人かどうかを判断します。
自動車は自動運転モードでレーザーを使用して周囲を照らし、障害物の形状と位置を判断できます。
レーザーを使用できるシナリオの数は増え続けています。 その高いエネルギー含有量を核融合発電に利用する試みがなされている。 高出力レーザーを一点に集中させ、高密度条件下で圧縮・加熱することで核融合反応を促進します。 各国のスタートアップ企業が関連する研究開発活動に積極的に取り組んでいます。
農業分野では、レーザーを利用して植物の成長や土壌の状態を監視したり、雑草や害虫を駆除したりすることで農薬の使用量を減らし、植物工場の無人化を実現します。
今後、レーザーはさまざまな分野で活用されることになります。
