バッテリーで空気清浄機を動かせると、生物学的あるいは核の脅威と停電が同時に起こるような緊急事態で非常に役立つ可能性がある。12Vの直流で動く機種を選び、LiFePO4バッテリーにつなげば、空気清浄機本体の164ドルに加えて約188ドルで、141 CFMの風量を1週間以上維持できる。

私はDIYでのバイオハードニングについて考えてきた。主には環境から人への脅威のリスクを減らすためだ。世に出回っている情報の多くは電力網が維持されることを前提にしているが、これはあまり良い前提とは思えない。社会がエッセンシャルワーカーの保護や電力網の維持を素晴らしくうまくやったとしても、現在よりもはるかに多く、しかも長い停電が起きると予想している。停電によって陽圧が失われ、感染してしまうのでは、目も当てられない。

もし今日DIYでクリーンルームを作る必要があるなら、私なら手持ちのAirFanta 3Proから始めるだろう。すでに室内にある空気をきれいにするだけならHEPAであることはオーバースペックだが、外部から入ってくる空気をきれいにすることが目的なら非常に優れている。

最もシンプルな選択肢はポータブル電源を買うことだ。私は1056WhのAnker SOLIX C1000を持っていて、Amazonでは450ドル、つまり1Whあたり0.43ドルになる。AliExpressを信用するなら322ドル（1Whあたり0.31ドル）で手に入るかもしれない。これらはポータブル電源としてはごく標準的な価格に見えるし、SOLIXがソーラー充電に対応している点も気に入っている。

もう一つの選択肢はディープサイクルのAGM鉛蓄電池だ。2018年には私はこちらを選んだ。ただ、今改めて調べてみると、もはや割に合うことはほとんどないように思える。100AhのAGMは実質50Ahまでしか使うべきではないが160ドル、80〜100%まで放電できる100AhのLiFePO4は147ドルだ。しかもLiFePO4の重量は半分以下で、24lb vs 57lbである。

ポータブル電源とは異なり、こちらはいくつかの部品を組み立てる必要がある：

• クーロンカウンター付きシャント。どれだけ電力を消費したかが分かるので、残量や残りわずかかどうかを把握できる。（$16.19）

• ヒューズホルダーとヒューズ。短絡による発火やバッテリーの破損を防ぐため。（$1.70）

• コネクタ。極性を間違えて何かを壊す心配なく、簡単に接続・取り外しができるようにするため。（$4.66）

• 充電器。電力が復旧した際にバッテリーを満充電に戻すため。（$18.99）

これらは以前のインバーターのプロジェクトで使ったものがほぼ揃っていたが、ヒューズ（インバーターに内蔵されていた）とAirFantaへの接続コネクタ（5.5mm x 2.5mmのセンタープラス・バレルジャック）だけは持っていなかった。すべてを接続すれば、AirFantaをオフグリッドで動かせる：

もし手持ちがなければ、1280Whを得るのに188ドル、つまり1Whあたり0.15ドルかかったことになる。これはポータブル電源よりはるかに安いが、できることもはるかに限られる。使えるのは12V直流で動く機器だけだ。

バッテリーを収め、こうした周辺機器を一体化した箱を誰かが販売していて、DIYの手間が不要になっていてもおかしくないと思うかもしれないが、私の知る限りそうした製品は存在しない。ボート用の「battery box power centers」と呼ばれる製品は売られているが、消費電力量を計測する機能はない。現代のLiFePO4バッテリーでは、電圧から残量を推定することはほぼできないため、これは大きな問題だ。しかもこれらのボックスは充電機能も備えていない。ボートではそもそも求められる機能ではないからだ。したがって、フル機能のポータブル電源か、DIYでの自作かの二択が主な選択肢だと考えている。

個人的には、両方のシステムを持っていて良かったと思っている：

• Anker SOLIXのポータブル電源ははるかに柔軟性が高い。ACで機器を動かせ、USBポートも備え、電力が使える時は壁コンセントから非常に速く充電でき、ソーラーでも再充電できる。

• DIYの12Vシステムはよりシンプルで故障しにくく、モジュール式で修理も容易、しかも安価だ。容量を増やしたいときは、1Whあたり0.11ドルでバッテリーを追加購入するだけで拡張できる。

また、必要に応じて柔軟性や容量を活かせるよう、比較的少ないロスで二つのシステム間で電力を融通することもできる。

本当はどれだけ電力を消費し、どれくらいの時間稼働できるのか正確に知りたいところだが、実際に作って測定しない限り、推定するしかない。大きな疑問は、実用的なレベルの加圧ができるかどうかだ。+75 Paには到底届かないと思うが、既存の建物の中で何かを加圧することで風の影響を避けられるなら、+10 Pa程度なら可能で十分かもしれない。ただ、今はそうした話は一旦脇に置き、私にとって扱いやすいケース、つまり空気清浄機を設計通りに運転する場合だけを見ることにする。

では、AirFantaはどれくらいの時間動かせるのか？ 清浄空気供給率（CADR）を最大化したい場合、どの設定を使うべきか？

メーカーは消費電力と風量の数値を公表しているが、直流で直接動かす場合はもう少し消費電力が低くなるはずだ。最高設定でメーカー公称は33.2Wだが、私の実測では29.2Wだったので、約14%低いということになり、だいたい予想通りだ。この係数で割り引いて補正し、1ワットあたりのCFMを計算すると、次のようになる：

見ての通り、設定2が最も効率が良いが、風量は少なくなる。空気清浄機の台数が無制限にあるならすべて設定2で動かすのが良いが、より多くの風量が必要なら、十分なCADRを得るために設定を上げる必要があるだろう。

異なる風量設定での稼働時間も推定できる。12VのDIYシステムは100Ah・12.8VのLiFePO4セル（1280Wh）、Anker C1000は1056Whとしてモデル化する。[1] C1000は電源を入れているだけで2.5W、インバーターを動かす場合はさらに7Wを消費し、DC-DC変換（12Vポート）で7%、DC-AC変換（ACコンセント）で14%のロスがあると推定している。そこで、12V DIYシステム、C1000の12Vポート経由、C1000のACポート経由（さらにAC-DC変換で14%のロスが加わる）の3パターンをモデル化する：

オーバーヘッドが稼働時間に与える影響は大きく、特に消費電力が小さいときに顕著だ。141 CFMを生み出す設定2では、DIYシステムなら13日弱、C1000をDCで使った場合は6日強、ACで使った場合は3日弱の稼働が見込まれる。消費電力が大きくなればこの影響は小さくなる。ファンが29Wを必要とするなら、2.5W（あるいは9.5W）のオーバーヘッドの損失は相対的に小さくなるからだ。

この結果は、特に弱い風量で十分な場合、分析をDIYシステムのほうへ大きく傾けることになる。

[1] LiFePO4セルには充電制限回路が内蔵されているため、0%まで使い切っても問題ない。勝手にシャットオフするだけだ。完全に放電した状態で保管すべきではないが、ここではすぐに再充電することを想定している。つまり、どちらのバッテリーでも全容量を使い切れると考えてよい。