30分のミニ講義を聴講しよう！未来社会につながる「エネルギー材料」
地球温暖化が叫ばれる中、化石燃料に依存しないエネルギー循環社会が待ち望まれています。講義ライブでは、このような循環システム実現の鍵を握る「エネルギー材料」について紹介します。
余剰分を利用したエネルギー循環
エネルギー材料を作る過程
最先端の燃料電池研究
未来社会につながる「エネルギー材料」
先生からのメッセージ
夢ナビ講義も読んでみよう再生可能エネルギーへの転換！ 鍵は太陽エネルギーと水素
期待が集まる桁違いの太陽エネルギー現在、地球で消費されているエネルギーは10TW（テラワット）と言われています。しかし、2050年には新興国の経済発展などで倍の20TWになると予想されます。このエネルギーをいかに供給するかが大きな課題です。これまでと同じように石油などの化石燃料主体だと、地球温暖化がさらに進み資源の枯渇を早めます。そこで持続可能な再生可能エネルギーの利用が必要です。その中で太陽エネルギーは600TWが使用可能です。ほかのエネルギーは、原子力を除いて、数TW～10TWほどですので桁が違います。エネルギーを水素に換える現在、太陽光は太陽電池で電気に変換されています。夜間使用するには蓄電する必要がありますが、バッテリーは高価で、大量の電気を蓄電できません。そこで注目されるのが、太陽の熱ネルギーを電気に換え、それを水の電気分解に利用して水素に変換する技術です。水素は電気と違い大量貯蔵・運搬が可能です。燃料電池で電気に再変換することもできます。水素から電気への理論的な変換効率は高く、80％以上と言われています。
燃料電池からは水ができるので、これを水素製造に再利用することもできます。一方、工場などから排出される二酸化炭素は水素と反応すると一酸化炭素と水になります。一酸化炭素と水素は合成ガスと呼ばれ、さまざまな化学製品の原料となります。太陽ネルギーを水素で貯蔵できれば、化石燃料を使わずに多くのエネルギーをまかなえ、二酸化炭素の削減にもつながります。反応スピードが速い材料を開発するただ問題は、現状、太陽エネルギーから水素への変換効率が低すぎることです。太陽エネルギーの1％を超える程度しか使えていません。これではコスト的に化石燃料に太刀打ちできません。熱による水素製造は20数％まで可能ですが、効率を上げるには材料開発によって反応スピードを上げる必要があります。技術的な壁を突破する「ブレイクスルー」が期待されているのです。