(57)【要約】【課題】デバイスの特性を向上させることが可能なコンクリートデバイス等を提供する。【解決手段】コンクリートデバイス１は、電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層１０と、このコンクリート層１０における一対の端面のうち、一方の端面側に配置された電極１１１と、コンクリート層１０における一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された電極１１２と、コンクリート層１０と電極１１１との間、および、コンクリート層１０と電極１１２との間に配置され、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層（ジェル層１２１，１２２）と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と、
前記コンクリート層と前記第１の電極との間、および、前記コンクリート層と前記第２の電極との間に配置され、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層と
を備えたコンクリートデバイス。
【請求項２】
前記１または複数のジェル層のうちの少なくとも１つが、１または複数種類のイオンを含んでいる
請求項１に記載のコンクリートデバイス。
【請求項３】
前記ジェル層に含まれる前記イオンの濃度が高くなるのに応じて、前記コンクリートデバイスに流れる電流が増加するようになっている
請求項２に記載のコンクリートデバイス。
【請求項４】
前記ジェル層は、前記コンクリート層と前記第１および第２の電極との間における、イオン伝導効率を向上させる機能を有している
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項５】
前記第１および第２の電極のうちの少なくとも一方における前記ジェル層側の表面が、凹凸面となっている
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項６】
前記ジェル層が、前記コンクリート層における前記端面上に貼付されたものであり、
前記第１および第２の電極がそれぞれ、前記ジェル層上に貼付されたものである
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項７】
前記コンクリート層における前記コンクリートが、生コンクリート、または、固化したコンクリートである
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項８】
前記第１および第２の電極のうち、一方が正極として機能すると共に他方が負極として機能するコンクリート電池、または、前記コンクリート層における塩濃度もしくは水分濃度を検知する濃度センサとして構成されている
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のコンクリートデバイス。
【請求項９】
１または複数のコンクリートデバイスを備え、
前記コンクリートデバイスは、
電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、
前記コンクリート層における前記一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と、
前記コンクリート層と前記第１の電極との間、および、前記コンクリート層と前記第２の電極との間に配置され、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層と
を備えた電子機器。
【請求項１０】
電解質としてのコンクリートを含むと共に互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層を用意し、
前記コンクリート層における前記端面上に、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層を貼り付けて配置させ、
前記一対の端面のうちの一方の端面側の前記ジェル層上に、第１の電極を貼り付けて配置させると共に、一方または他方の端面側の前記ジェル層上に、第２の電極を貼り付けて配置させる
コンクリートデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、コンクリート層を有するコンクリートデバイスおよびその製造方法、ならびに、そのようなコンクリートデバイスを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート層を有するコンクリートデバイスとして、例えば非特許文献１，２に開示されているような、コンクリート電池が提案されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Cement & Concrete Composites 32 (2010)829-839
【非特許文献２】Materials Science and Engineering 96 (2015) 012073
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなコンクリートデバイスでは一般に、デバイスの特性を向上させることが求められている。デバイスの特性を向上させることが可能なコンクリートデバイスおよびその製造方法、ならびに、そのようなコンクリートデバイスを備えた電子機器を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスは、電解質としてのコンクリートを含むと共に、互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層と、このコンクリート層における一対の端面のうち、一方の端面側に配置された第１の電極と、コンクリート層における一対の端面のうち、一方または他方の端面側に配置された第２の電極と、コンクリート層と第１の電極との間、および、コンクリート層と第２の電極との間に配置され、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層とを備えたものである。
【０００６】
本開示の一実施の形態に係る電子機器は、１または複数の上記本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスを備えたものである。
【０００７】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスおよび電子機器では、コンクリート層と第１の電極との間、および、コンクリート層と第２の電極との間にそれぞれ、ジェル層（ハイドロジェル層またはイオンジェル層）が設けられている。これにより、コンクリート層と第１および第２の電極との間（界面）において、密着性およびイオン伝導効率がそれぞれ、向上する。その結果、第１および第２の電極の間を流れる電流の経時的な低下が、抑えられる。
【０００８】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスの製造方法は、電解質としてのコンクリートを含むと共に互いに対向する一対の端面を有するコンクリート層を用意し、このコンクリート層における端面上に、ハイドロジェル層またはイオンジェル層により構成された１または複数のジェル層を貼り付けて配置させ、上記一対の端面のうちの一方の端面側のジェル層上に、第１の電極を貼り付けて配置させると共に、一方または他方の端面側のジェル層上に、第２の電極を貼り付けて配置させるようにしたものである。
【０００９】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスの製造方法では、コンクリート層と第１の電極との間、および、コンクリート層と第２の電極との間にそれぞれ、ジェル層（ハイドロジェル層またはイオンジェル層）が貼り付けて配置される。これにより、コンクリート層と第１および第２の電極との間（界面）において、密着性およびイオン伝導効率がそれぞれ、向上する。その結果、第１および第２の電極の間を流れる電流の経時的な低下が、抑えられる。
【００１０】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、上記１または複数のジェル層のうちの少なくとも１つが、１または複数種類のイオンを含んでいるようにしてもよい。このようにした場合、コンクリート層と第１および第２の電極との間において、イオン伝導度が向上するため、第１および第２の電極の間を流れる電流量が、増加することになる。その結果、デバイスの特性が更に向上する。また、この場合において、上記ジェル層に含まれる上記イオンの濃度（イオン濃度）が高くなるのに応じて、このコンクリートデバイスに流れる電流が増加するようにしてもよい。これは、ジェル層もイオン伝導を担っていることから、ジェル層おけるイオン濃度が高いほうが、上記したコンクリート層と第１および第２の電極との間におけるイオン伝導度が、更に向上するためである。
【００１１】
また、上記ジェル層は、コンクリート層と第１および第２の電極との間（界面）における、イオン伝導効率を向上させる機能を有しているようにしてもよい。このようにした場合、上記したように、第１および第２の電極の間を流れる電流の経時的な低下が、抑えられることになる。
【００１２】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスでは、第１および第２の電極のうちの少なくとも一方におけるジェル層側の表面が、凹凸面となっているようにしてもよい。このようにした場合、上記ジェル層側の表面における表面積が大きくなるため、第１および第２の電極の間を流れる電流量が、増加することになる。その結果、デバイスの特性が更に向上する。
【００１３】
また、ジェル層が、コンクリート層における端面上に貼付されたものであると共に、第１および第２の電極がそれぞれ、ジェル層上に貼付されたものであるようにしてもよい。このようにした場合、ジェル層と、第１および第２の電極とがそれぞれ、簡単に取り付けられるため、コンクリートデバイスが容易（安価）に製造できるようになる。
【００１４】
ここで、コンクリート層におけるコンクリートとしては、例えば、生コンクリート、または、固化したコンクリートが挙げられる。コンクリートとして生コンクリートを用いた場合、第１および第２の電極の間を流れる電流量が増加することになる結果、デバイスの特性が更に向上する。一方、コンクリートとして固化したコンクリートを用いた場合、コンクリート層の形状が固まっていることから、コンクリートデバイスの製造が容易となる。
【００１５】
なお、本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスとしては、例えば、以下のようなものが挙げられる。すなわち、まず、上記第１および第２の電極のうち、一方が正極として機能すると共に他方が負極として機能する、コンクリート電池が挙げられる。また、上記コンクリート層における塩濃度もしくは水分濃度を検知する、濃度センサ（塩濃度センサもしくは水分濃度センサ）が挙げられる。
【発明の効果】
【００１６】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスおよび電子機器によれば、コンクリート層と第１の電極との間、および、コンクリート層と第２の電極との間にそれぞれ、ジェル層（ハイドロジェル層またはイオンジェル層）を設けるようにしたので、第１および第２の電極の間を流れる電流の経時的な低下を、抑えることができる。よって、デバイスの特性を向上させることが可能となる。
【００１７】
本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスの製造方法によれば、コンクリート層と第１の電極との間、および、コンクリート層と第２の電極との間にそれぞれ、ジェル層（ハイドロジェル層またはイオンジェル層）を貼り付けて配置するようにしたので、第１および第２の電極の間を流れる電流の経時的な低下を、抑えることができる。よって、デバイスの特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイスの構成例を表す模式断面図である。
【図２】図１に示したコンクリートデバイスの製造方法の一例を工程順に表す流れ図である。
【図３】比較例に係るコンクリートデバイスの構成例を表す模式断面図である。
【図４】図１に示したコンクリートデバイスにおける動作例を表す模式断面図である。
【図５】電極同士での仕事関数の差と電流との関係の一例を表す図である。
【図６】実施例１に係るコンクリートデバイスとしてのコンクリート電池の特性例を表す図である。
【図７】実施例２に係るコンクリートデバイスとしての塩濃度センサの特性例を表す図である。
【図８】変形例１，２に係るコンクリートデバイスの構成例を表す模式断面図である。
【図９】変形例３に係るコンクリートデバイスの構成例を表す模式断面図である。
【図１０】コンクリートデバイスの適用例に係る電子機器の構成例を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（コンクリート層と電極との間にジェル層を設けた構成例）
２．変形例
変形例１，２（電極におけるジェル層側の表面を凹凸面とした場合の例）
変形例３（コンクリート層の一方の端面側に２つの電極を配置した場合の例）
３．適用例（コンクリートデバイスの電子機器への適用例）
４．その他の変形例
【００２０】
＜１．実施の形態＞
［コンクリートデバイスの構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１）の断面構成例（Ｚ−Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。本実施の形態のコンクリートデバイス１は、図１に示したように、コンクリート層１０と、一対の電極１１１，１１２と、１または複数のジェル層（図１の例では、一対のジェル層１２１，１２２）とを備えている。
【００２１】
このコンクリートデバイス１は、詳細は後述するが、例えば以下のようなデバイスとして機能するようになっている。すなわち、例えば、電極１１１が負極として機能すると共に電極１１２が正極として機能する、電池（コンクリート電池）として機能する。あるいは、例えば、コンクリート層１０における塩濃度（塩分濃度）もしくは水分濃度を検知する、濃度センサ（塩濃度センサもしくは水分濃度センサ）として機能するようになっている。
【００２２】
（コンクリート層１０）
コンクリート層１０は、電解質としてのコンクリート（生コンクリート、または、固化したコンクリート）を含んでおり、互いに対向する一対の端面（表面，裏面）を有している。つまり、このコンクリート層１０では、コンクリートを構成する各種元素が、陽イオンと陰イオンとに電離した状態となっている。
【００２３】
具体的には、例えば図１に示した例では、コンクリート層１０において、カルシウムイオン（Ｃａ2+）、水素イオン（Ｈ+）および酸素イオン（Ｏ2-）がそれぞれ、電離した状態で含まれている。
【００２４】
（電極１１１，１１２）
電極１１１は、コンクリート層１０における一方の端面側に配置されており、電極１１２は、コンクリート層１０における他方の端面側に配置されている。これらの電極１１１，１１２はそれぞれ、この例では図１に示したように、後述するジェル層１２１，１２２上に貼付されたものとなっている。なお、コンクリートデバイス１が前述したコンクリート電池として機能する場合には、電極１１１は負極として機能するようになっており、電極１１２は正極として機能するようになっている。
【００２５】
このような電極１１１，１１２はそれぞれ、互いに仕事関数が異なる元素（金属）同士の組み合わせで構成されている。具体的には、図１に示した例では、電極１１１は亜鉛（Ｚｎ）によって構成され、電極１１２は銅（Ｃｕ）によって構成されている。なお、この場合、Ｚｎ，Ｃｕ同士での仕事関数の差は、約０．８Ｖとなる。
【００２６】
ここで、電極１１１は、本開示における「第１の電極」および「負極」の一具体例に対応し、電極１１２は、本開示における「第２の電極」および「正極」の一具体例に対応している。
【００２７】
（ジェル層１２１，１２２）
ジェル層１２１は、コンクリート層１０における一方の端面と電極１１１との間に配置されており、ジェル層１２２は、コンクリート層１０における他方の端面と電極１１２との間に配置されている（図１参照）。また、これらのジェル層１２１，１２２は、図１に示した例では、コンクリート層１０における一対の端面上にそれぞれ、貼付されたものとなっている。なお、このようなジェル層１２１，１２２はそれぞれ、例えば図１中に括弧書きで示したように、ハイドロジェル層（生理食塩水に高分子ポリマーを加えてジェル状にしたもの）、または、イオンジェル層（イオン液体に高分子ポリマーを加えてジェル状にしたもの）により構成されている。
【００２８】
ここで、これらのジェル層１２１，１２２はそれぞれ、詳細は後述するが、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）における、イオン伝導効率を向上させる機能を有している。また、これらジェル層１２１，１２２のうちの少なくとも一方（１または複数のジェル層のうちの少なくとも１つ）が、１または複数種類のイオンを含んでいるのが望ましい。詳細は後述するが、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）において、イオン伝導度が向上するからである。なお、図１に示した例では、ジェル層１２１，１２２にはそれぞれ、ナトリウムイオン（Ｎａ+）および塩素イオン（Ｃｌ-）からなる、２種類のイオンが含まれている。
【００２９】
［コンクリートデバイスの製造方法］
このようなコンクリートデバイス１は、例えば、図２に示したようにして製造することができる。図２は、コンクリートデバイス１の製造方法の一例を、工程順に流れ図で表わしたものである。
【００３０】
まず、前述したコンクリート（生コンクリート、または、固化したコンクリート）を含むコンクリート層１０を、用意（形成）する（図２の工程Ｓ１１）。
【００３１】
次いで、コンクリート層１０における一対の端面上にそれぞれ、図１に示したように、ジェル層１２１，１２２を貼り付けて配置させる。そして、図１に示したように、ジェル層１２１上に電極１１１を貼り付けて配置させると共に、ジェル層１２２上に電極１１２を貼り付けて配置させる。つまり、コンクリート層１０における一方の端面上に、ジェル層１２１および電極１１１を、他方の端面上に、ジェル層１２２および電極１１２を、この順序で貼り付ける（工程Ｓ１２）。
【００３２】
以上により、図１に示したコンクリートデバイス１が完成する。
【００３３】
［動作および作用・効果］
次に、図１，図２に加えて図３〜図７を参照して、このようなコンクリートデバイス１の動作、作用および効果について、比較例と比較しつつ詳細に説明する。
【００３４】
（Ａ．比較例）
まず、図３は、比較例に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１０１）の断面構成例（Ｚ−Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。この比較例のコンクリートデバイス１０１は、図３に示したように、コンクリート層１０と、一対の電極１１１，１１２とを備えている。すなわち、このコンクリートデバイス１０１は、本実施の形態のコンクリートデバイス１（図１参照）において、一対のジェル層１２１，１２２を設けないようにした（省いた）構成に対応している。
【００３５】
このような比較例のコンクリートデバイス１０１では、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）において、密着性やイオン伝導効率が低いため、例えば以下のような問題が生じるおそれがある。すなわち、電極１１１，１１２間を（外部の配線を介して）流れる電流が経時的に低下してしまい、数時間程度しか使用できないことになる。具体的には、このコンクリートデバイス１０１では、最初は電流が流れるものの、電極１１１，１１２の材料（電極材料）が溶けるのにしたがって、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との界面に隙間が生じてしまい、流れる電流が経時的に低下してしまうことになる。このようにして、この比較例のコンクリートデバイス１０１では、デバイスの寿命が非常に短いことなどから、デバイスとしての特性が損なわれてしまうことになる。
【００３６】
（Ｂ．本実施の形態）
これに対して、本実施の形態のコンクリートデバイス１は、図１に示したような構成となっている。すなわち、このコンクリートデバイス１では、コンクリート層１０における一方の端面と電極１１１との間、および、コンクリート層１０における他方の端面と電極１１２との間にそれぞれ、ジェル層１２１，１２２が設けられている（貼り付けて配置されている）。
【００３７】
ここで、図４は、コンクリートデバイス１における動作例を、模式的に断面図（Ｚ−Ｘ断面図）で表したものである。なお、この図４においては、電極１１１，１１２間を外部の配線９を介して流れる電流Ｉと、その際に電極１１１，１１２間に発生する電圧Ｖとについても、それぞれ図示している。また、図５は、電極１１１，１１２同士での仕事関数の差と、上記した電流Ｉとの関係の一例を、表として表したものである。
【００３８】
まず、例えば図４に示したように、このコンクリートデバイス１では、電極１１１，１１２間に配線９が接続された場合、以下のような化学反応が生じる。なお、図４中および以下の各化学式では、電子を「ｅ-」として示している。
【００３９】
具体的には、電極１１１側（ジェル層１２１との界面Ｓａ付近）では、前述したように電極１１１がＺｎにより構成されている場合、以下のような化学反応が生じる（図４参照）。
・Ｚｎ  →  Ｚｎ2+＋２ｅ-
・Ｚｎ＋２Ｃｌ-  →  ＺｎＣｌ＋２ｅ-
【００４０】
一方、電極１１２側（ジェル層１２２との界面Ｓｂ付近）では、前述したように電極１１２がＣｕにより構成されている場合、以下のような化学反応が生じる（図４参照）。
・２Ｈ+＋２ｅ-  →  Ｈ2
・ＣｕＯ＋２Ｈ+＋２ｅ-  →  Ｃｕ＋Ｈ2Ｏ
・Ｎａ+＋ｅ-  →  Ｎａ
・Ｃａ2+＋２ｅ-  →  Ｃａ
・Ｚｎ2+＋２ｅ-  →  Ｚｎ
【００４１】
そして、このような化学反応の際に、例えば図４に示したようにして、各種イオンが、電極１１１側または電極１１２側へと移動する。具体的には、各種の陽イオン（Ｃａ2，Ｚｎ2+，Ｈ+，Ｎａ+）がそれぞれ、電極１１２側へと移動する。一方、陰イオンであるＣｌ-が、電極１１１側へと移動する。そして、配線９を介して、電子ｅ-が電極１１１側から電極１１２側へと移動することで、配線９を介して電極１１２側から電極１１１側へと、電流Ｉが流れるとともに、電極１１１，１１２間に電圧Ｖが発生する（図４参照）。
【００４２】
ここで、ジェル層１２１，１２２はそれぞれ、前述したように、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）における、イオン伝導効率を向上させる機能を有することから、このコンクリートデバイス１では、上記した電流Ｉが流れ易くなる。なお、これらのジェル層１２１，１２２が乾燥したとても、上記した各種イオンのイオン伝導は、継続して行われるようになっている。
【００４３】
このようにして本実施の形態では、上記したジェル層１２１，１２２がそれぞれ設けられていることで、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面Ｓａ，Ｓｂ）において、密着性およびイオン伝導効率がそれぞれ、向上する。その結果、このコンクリートデバイス１では以下説明するように、上記比較例のコンクリートデバイス１０１と比べ、電流Ｉの経時的な低下が抑えられることになる。
【００４４】
また、例えば図５に示したように、電極１１１，１１２同士での仕事関数の差が大きくなるのに応じて、コンクリートデバイス１に流れる電流Ｉ（および発生する電圧Ｖ）も、増加するようになっている。つまり、このような仕事関数の差が相対的に小さい場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に小さくなり、仕事関数の差が相対的に大きい場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に大きくなる。
【００４５】
ここで、このようなコンクリートデバイス１は、前述したように、例えば以下のようなデバイスとして機能するようになっている。すなわち、このコンクリートデバイス１は、例えば、電極１１１が負極として機能すると共に電極１１２が正極として機能する、電池（コンクリート電池）として機能する。あるいは、例えば、コンクリート層１０における塩濃度もしくは水分濃度を検知する、濃度センサ（塩濃度センサもしくは水分濃度センサ）として機能するようになっている。
【００４６】
図６は、実施例１に係るコンクリートデバイス１としての、コンクリート電池の特性例を表したものである。具体的には、図６（Ａ）では、前述した電圧Ｖと時間（経過時間）との関係の一例を示し、図６（Ｂ）では、前述した電流Ｉと時間との関係の一例を示している。
【００４７】
この実施例１のコンクリート電池では、ジェル層１２１，１２２がそれぞれ設けられていることで、上記したように、電流Ｉの経時的な低下が抑えられていることが分かる（図６（Ｂ）中の破線の矢印を参照）。具体的には、この実施例１では、電流Ｉが約６５μＡで数千時間もの間、維持されていることが分かる（図６（Ｂ）参照）。なお、この実施例１では、理論上は１０年以上の長期間、コンクリート電池として利用可能となる。
【００４８】
また、図７は、実施例２に係るコンクリートデバイスとしての、塩濃度センサの特性例を表したものである。具体的には、図７（Ａ）では、コンクリート層１０における塩濃度（塩分濃度）＝０％の場合における、電流Ｉおよび電圧Ｖと時間（経過時間）との関係の一例を、示している。また、図７（Ｂ）では、コンクリート層１０における塩濃度＝３％の場合における、電流Ｉおよび電圧Ｖと時間との関係の一例を、示している。
【００４９】
この実施例２の塩濃度センサでは、図７（Ａ），図７（Ｂ）に示したように、コンクリート層１０における塩濃度が高くなるのに応じて、電流Ｉの電流量も増加していることが分かる。具体的には、図７（Ａ）の場合（塩濃度＝０％）には、電流Ｉ＝約３５μＡとなり、図７（Ｂ）の場合（塩濃度＝３％）には、電流Ｉ＝約６５μＡとなっている。このようにして、コンクリート層１０における塩濃度を、電流Ｉの値を利用して検知することができることから、コンクリート層１０における塩濃度を計測することが可能となる。
【００５０】
ちなみに、上記した水分濃度センサとして機能する場合には、コンクリート層１０における水分濃度が高くなるのに応じて、イオン伝導度が増加して電流Ｉの電流量も増加することになる。したがって、この水分濃度センサの場合においても、上記した塩濃度センサの場合と同様に、コンクリート層１０における水分濃度を、電流Ｉの値を利用して検知することができることから、コンクリート層１０における水分濃度を計測することが可能となる。
【００５１】
以上のように本実施の形態では、コンクリート層１０（における一方の端面）と電極１１１との間、および、コンクリート層１０（における他方の端面）と電極１１２との間にそれぞれ、ジェル層１２１，１２２を設ける（貼り付けて配置する）ようにしたので、以下のようになる。すなわち、前述した比較例等を比べ、電極１１１，１１２の間を流れる電流Ｉの経時的な低下を抑えることができ、コンクリートデバイス１の特性（デバイスの寿命等）を向上させることが可能となる。
【００５２】
また、ジェル層１２１，１２２のうちの少なくとも一方が、１または複数種類のイオンを含んでいるようにしたので、以下のようになる。すなわち、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）においてイオン伝導度が向上し、電流Ｉの電流量が増加する結果、コンクリートデバイス１の特性を更に向上させることが可能となる。ちなみに、ジェル層１２１またはジェル層１２２に含まれるイオンの濃度（イオン濃度）が高くなるのに応じて、コンクリートデバイス１に流れる電流Ｉ（および発生する電圧Ｖ）も、増加するようになっている。つまり、このようなイオン濃度が相対的に低い場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に小さくなり、イオン濃度が相対的に高い場合には、電流Ｉおよび電圧Ｖもそれぞれ、相対的に大きくなる。これは、上記したように、ジェル層１２１，１２２もイオン伝導を担っていることから、これらのジェル層１２１，１２２におけるイオン濃度が高いほうが、上記した界面におけるイオン伝導度が更に向上するためである。
【００５３】
更に、ジェル層１２１，１２２が、コンクリート層１０と電極１１１，１１２との間（界面）におけるイオン伝導効率を向上させる機能を有するようにしたので、上記したように、電流Ｉの経時的な低下を抑えることが可能となる。
【００５４】
加えて、ジェル層１２１，１２２が、コンクリート層１０における一対の端面上にそれぞれ貼付されたものであると共に、電極１１１，１１２がそれぞれ、これらのジェル層１２１，１２２上に貼付されたものとなっているので、以下のようになる。すなわち、ジェル層１２１，１２２と電極１１１，１１２とがそれぞれ、簡単に取り付けられるため、コンクリートデバイス１を容易（安価）に製造することが可能となる。
【００５５】
また、コンクリート層１０におけるコンクリートとして、例えば生コンクリートを用いた場合には、電流Ｉの電流量を増加させることができ、コンクリートデバイス１の特性を更に向上させることが可能となる。一方、コンクリート層１０のコンクリートとして、例えば固化したコンクリートを用いた場合には、コンクリート層１０の形状が固まっていることから、コンクリートデバイス１の製造を容易とすることが可能となる。
【００５６】
＜２．変形例＞
続いて、上記実施の形態の変形例（変形例１〜３）について説明する。なお、上記実施の形態における構成要素と同一のものには同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５７】
［変形例１，２］
図８（Ａ），図８（Ｂ）はそれぞれ、変形例１，２に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１Ａ，１Ｂ）の断面構成例（Ｚ−Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。
【００５８】
これらの変形例１，２に係るコンクリートデバイス１Ａ，１Ｂは、実施の形態のコンクリートデバイス１（図１参照）において、以下のように変更したものに対応しており、他の構成は同様となっている。すなわち、これらのコンクリートデバイス１Ａ，１Ｂでは、電極１１１，１１２のうちの少なくとも一方（図８（Ａ），図８（Ｂ）の例では、電極１１１，１１２の双方）における、ジェル層１２１，１２２側の表面が、凹凸面（非平坦面）となっている。なお、このような電極１１１，１１２における凹凸面に倣って、図８（Ａ），図８（Ｂ）の例では、ジェル層１２１，１２２とコンクリート層１０との界面も、凹凸面となっている。
【００５９】
具体的には、図８（Ａ）に示した変形例１のコンクリートデバイス１Ａでは、電極１１１，１１２におけるジェル層１２１，１２２側の表面Ｓ１１ａ，Ｓ１２ａがそれぞれ、鋸形状の表面となっている。また、上記したように、この変形例１では、ジェル層１２１，１２２とコンクリート層１０との界面も、鋸形状の表面となっている。
【００６０】
一方、図８（Ｂ）に示した変形例２のコンクリートデバイス１Ｂでは、電極１１１，１１２におけるジェル層１２１，１２２側の表面Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ｂがそれぞれ、波形状の表面となっている。また、上記したように、この変形例２では、ジェル層１２１，１２２とコンクリート層１０との界面も、波形状の表面となっている。
【００６１】
このような構成の変形例１，２では、実施の形態で説明した各効果に加え、例えば以下のような効果も得ることが可能となる。
【００６２】
すなわち、これらの変形例１，２では、電極１１１，１１２のうちの少なくとも一方におけるジェル層１２１，１２２側の表面が、凹凸面となっていることで、このようなジェル層１２１，１２２側の表面における表面積が、大きくなる。したがって、電極１１１，１１２の間を流れる電流Ｉの電流量が増加することになり、その結果、コンクリートデバイス１Ａ，１Ｂの特性を更に向上させることが可能となる。
【００６３】
［変形例３］
図９は、変形例３に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１Ｃ）の断面構成例（Ｚ−Ｘ断面構成例）を、模式的に表したものである。
【００６４】
この変形例３に係るコンクリートデバイス１Ｃは、実施の形態のコンクリートデバイス１（図１参照）において、以下のように変更したものに対応しており、他の構成は同様となっている。すなわち、このコンクリートデバイス１Ｃでは、図９に示したように、コンクリート層１０における一方の端面（表面）側に、一対の電極１２１，１２２の双方が配置されている。具体的には、コンクリート層１０における一方の端面上に、一対のジェル層１２１，１２２がそれぞれ配置（貼付）されていると共に、これらのジェル層１２１，１２２上にそれぞれ、電極１１１，１１２が互いに離隔した状態で配置（貼付）されている。
【００６５】
このような構成の変形例３においても、実施の形態と同様の作用により、同様の効果をも得ることが可能となる。
【００６６】
なお、この変形例３のコンクリートデバイス１Ｃにおいても、変形例１，２のコンクリートデバイス１Ａ，１Ｂと同様に、電極１１１，１１２のうちの少なくとも一方におけるジェル層１２１，１２２側の表面が、凹凸面となっているようにしてもよい。
【００６７】
＜３．適用例＞
続いて、これまでに説明した実施の形態および変形例（変形例１〜３）に係るコンクリートデバイス（コンクリートデバイス１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）の、電子機器への適用例について説明する。
【００６８】
図１０（Ａ），図１０（Ｂ）はそれぞれ、適用例に係る電子機器（電子機器２Ａ，２Ｂ）の構成例を、ブロック図で表したものである。
【００６９】
まず、図１０（Ａ）に示した電子機器２Ａ内には、コンクリートデバイス１（またはコンクリートデバイス１Ａ，１Ｂ，１Ｃのいずれか）が、１つ設けられている。一方、図１０（Ｂ）に示した電子機器２Ｂ内には、コンクリートデバイス１（またはコンクリートデバイス１Ａ，１Ｂ，１Ｃのいずれか）が、複数（この例では２つ）設けられている。
【００７０】
このような電子機器２Ａ，２Ｂの具体例としては、例えば、各種のセンサ機器や通信機器、照明装置、警告灯等が挙げられる。
【００７１】
＜４．その他の変形例＞
以上、実施の形態、変形例および適用例を挙げて本開示の技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。
【００７２】
例えば、上記実施の形態等において説明した各部材の構成（形状や配置位置、個数、材料等）は限定されるものではなく、他の形状や配置位置、個数、材料等としてもよい。具体的には、上記実施の形態等では、一対のジェル層１２１，１２２のうちの少なくとも一方が、１または複数種類のイオンを含んでいる場合を例に挙げて説明したが、この例には限られない。すなわち、例えば、一対のジェル層１２１，１２２の双方が、１または複数種類のイオンを含んでいないようにしてもよい。また、上記実施の形態等では、コンクリートデバイスが、コンクリート電池、塩濃度センサまたは水分濃度センサとして構成されている場合を例に挙げて説明したが、これらの例には限られず、コンクリートデバイスが他のデバイスとして構成されているようにしてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態等では、コンクリートデバイスの製造方法について具体的に挙げて説明したが、上記実施の形態等で説明した製造方法には限られず、他の手法を用いるようにしてもよい。
【００７４】
更に、本技術では、これまでに説明した内容を、任意の組み合わせで適用することも可能である。
【００７５】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…コンクリートデバイス、１０…コンクリート層（電解質）、１１１，１１２…電極、１２１，１２２…ジェル層（ハイドロジェル層またはイオンジェル層）、２Ａ，２Ｂ…電子機器、９…配線、Ｉ…電流、Ｖ…電圧、ｅ-…電子、Ｓａ，Ｓｂ…界面、Ｓ１１ａ，Ｓ１１ｂ，Ｓ１２ａ，Ｓ１２ｂ…表面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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