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発電

太陽が無い夜間にも発電できる太陽電池が開発される

1: 朝一から閉店までφ ★ 2020/01/31(金) 23:19:11.96 ID:CAP_USER

TECHNOLOGY 2020/01/31


point
・熱を放射することで、夜間でも電力を生成できる新しいデバイスが開発された
・日陰に設置するだけで、1日中電力を生成できる



太陽電池はクリーンで非常に便利な発電システムです。しかし安定した電力供給源である一方、どうしても日照時間に影響されてしまいます。

「日照時間に影響されない太陽電池」があるなら、より安定して電力を供給できるでしょう。

なんだか一見矛盾に満ちたアイデアのようですが、実際にカルフォルニア大学の電子工学科の教授ジェレミー・マンデーらの研究によって、太陽を必要としない太陽電池が開発されました。

新しい太陽電池は、熱を放射することによって、夜間でも電流を生成できるとのこと。一体どのような仕組みなのでしょうか。

研究の詳細は「ACS Photonics」誌に掲載されました。

Nighttime Photovoltaic Cells: Electrical Power Generation by Optically Coupling with Deep Space
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.9b00679





夜も発電できる夜間太陽電池

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(左)従来の太陽電池 (右)熱放射セルを利用した夜間太陽電池/Credit:Jeremy Munday,ACS Photonics

通常の太陽電池は、太陽光を吸収して電力を生み出しています。光が照射されることで太陽電池を構成している半導体の電子が動き、電流が流れるのです。

一方、新しい太陽電池は光を放射することで電流が流れます。電流と電圧は従来の太陽電池とは反対方向に進みますが、電力は生成されます。

開発された太陽電池は、夜間に1平方メートルあたり最大50ワットの電力を生成できるとのこと。これは、従来の太陽電池パネルが日中に生成できる電力の約4分の1にあたります。

発電力は少し心もとないですが、夜間太陽電池は日陰に設置されていれば日中でも機能するので、従来の太陽電池を補完するには十分な働きが期待できるでしょう。





熱放射セルを利用した仕組みとは
     ===== 後略 =====
全文は下記URLで
https://nazology.net/archives/51619



引用元: http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1580480351/続きを読む

核融合発電の実験炉「ITER(イーター)」 日本製の巨大超電導コイル完成へ 量子科学技術研究開発機構と三菱重工業

1: しじみ ◆fbtBqopam767 しじみ ★ 2020/01/17(金) 03:24:18.61 ID:4NmmKk7D9

原子核同士を人工的に合体させて膨大なエネルギーを生み出す核融合発電に向け、フランスで建設が進む国際熱核融合実験炉「ITER(イーター)」で、世界初の主要部品となる日本製の巨大な超電導コイルが30日に完成する。計画実現への大きな一歩で、量子科学技術研究開発機構と三菱重工業が15日、明らかにした。

 イーター計画は日米欧などが国際協力で進めている巨大プロジェクト。総事業費は約2兆4400億円で、うち日本は約2900億円を負担。2025年にも実験炉の運転を開始し、約17万キロワットの発電量に相当する熱を取り出すことを目指している。

 完成する超電導コイルは三菱重工が中心となって製造し、2月に船でフランスへ運ばれる。アルファベットの「D」に似た形で、高さ16・5メートル、横幅9メートル、厚さ1メートル、重さ310トン。全長7キロに及ぶ電線を巻き付け、周囲はステンレスで覆われている。

 超電導コイルは、日本と欧州が分担して製造し、計18基を環状に並べて核融合反応に必要な約2億度のプラズマ状態を生み出す。

 核融合は太陽がエネルギーを生み出すのと同じ仕組みで、例えば計1グラムの重水素と三重水素を核融合させると石油約8トン分に相当するエネルギーが発生。二酸化炭素や高レベル放射性廃棄物は生じず、究極のエネルギー源ともいわれ、実用化が期待されている。

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https://www.sankei.com/life/news/200115/lif2001150030-n1.html



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1579199058/続きを読む

【核融合】Amazonのジェフ・ベゾスCEOが110億円を投資した核融合発電所が2025年に始動

1: 首都圏の虎 ★ 2019/12/19(木) 00:57:49.97 ID:SB9D5u5O9

核融合エネルギーのスタートアップGeneral Fusionが、Amazonの創業者であるジェフ・ベゾスCEOらによる資金提供を受けて、核融合発電所の建造計画をスタートさせたと発表しました。実証用の核融合発電所は、2025年に稼働を開始する予定だとのことです。

General Fusion Closes $65M of Series E Financing
https://www.globenewswire.com/news-release/2019/12/16/1960827/0/en/General-Fusion-Closes-65M-of-Series-E-Financing.html

General Fusion gets a $65M boost for fusion power plant ? GeekWire
https://www.geekwire.com/2019/general-fusion-gets-65m-boost-fusion-power-plant-investors-including-jeff-bezos/

Bezos-Backed Fusion Startup Raises $100 Million for Demo System - Bloomberg
https://www.bloomberg.com/news/articles/2019-12-16/bezos-backed-fusion-start-up-raises-100-million-for-demo-system

カナダを拠点とするGeneral Fusionは2019年12月16日に、「6500万ドル(約71億円)の資金調達に成功し、シリーズEの投資ラウンドを完了しました」と発表しました。General Fusionのクリストファー・モウリーCEOは発表の中で、「今回の資金調達の成功は、世界中の関係者が核融合発電の実現に向けた行動を開始していることの証左です。多くの投資家が、当社の成功に信頼を置いていることを、誇りに思います」と述べて、核融合実証プラントの建設プロジェクトが正式に始動したことを明らかにしました。

General Fusionが計画している核融合発電は、太陽などの恒星が輝いているのと同じ核融合反応によりエネルギーを生み出すというもの。核融合炉の方式としては、磁場閉じ込め方式や慣性閉じ込め方式などが提唱されていますが、General Fusionはこの2つを組み合わせた磁化標的核融合方式を採用しています。

以下のムービーを見ると、General Fusionの核融合炉の仕組みが一発で分かります。

General Fusionはこれまで、カナダの政府系ファンドから5000万カナダドル(約41億円)、ベゾス氏が保有する投資会社ベゾス・エクスペディションズから1億ドル(約110億円)を調達しており、世界各国から合計で2億ドル(220億円)以上の資金を集めています。実証プラント建造プロジェクトの完遂には、合計で3億ドル(約330億円)ほど必要になると見積もられており、General Fusionは引き続きベンチャー・キャピタルなどを通じて資金調達を進めていく考えだとのことです。

モウリーCEOは「35カ国が参加する、250億ドル(約2兆7388億円)規模の国際熱核融合実験炉(ITER)よりも早く発電を開始することを目指しています」と述べて、核融合発電の早期実現に意欲をのぞかせました。

日本を含む35カ国が実施しているITERも、General Fusionの核融合実証プラントと同じ2025年の初稼働を目標としており、核融合分野では今後、熾烈な技術競争が繰り広げられることが予想されています。

2019年12月17日 15時03分  gigazine
https://gigazine.net/news/20191217-general-fusion-nuclear-bezos/



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1576684669/続きを読む

世界最高レベルでバイオガス発電 エビの養殖池から出る汚泥を利用 セラミック型の燃料電池に通しイオン反応で発電

1: 一般国民 ★ 2019/08/03(土) 06:57:24.58 ID:CAP_USER

世界最高レベルでバイオガス発電 エビの養殖池から出る汚泥を利用
https://mainichi.jp/articles/20190802/k00/00m/020/176000c
2019/8/2 18時22分(最終更新 8月2日 18時22分)
毎日新聞

【科学(学問)ニュース+、記事全文】

(写真)発電効率62・5%を達成したベトナムのバイオガス発電施設(右側がメタン発酵槽)=九州大水素エネルギー国際研究センターの白鳥祐介准教授提供
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 エビの養殖池から出る汚泥などを原料にしたバイオガス発電で、世界最高レベルの発電効率を達成したと九州大などの研究チームが2日、発表した。実証研究施設はベトナム南部ベンチェにあり、メコンデルタで廃棄される稲わらやココナツのしぼりかすも使い、再利用を目指している。

 研究は、九大水素エネルギー国際研究センターの白鳥祐介准教授(電気化学)をリーダーにベトナム国家大ホーチミン市校などが参加。日本企業4社と連携し、昨年1月にメタン発酵槽と発電施設(出力1キロワット)の稼働実験を始めた。今年7月9、10日に発電効率62・5%を達成した。

 バイオガスをセラミック型の燃料電池に通し、イオン反応で電気を起こす仕組みで、ガスを燃焼させるエンジン発電機よりも2~3倍の効率となった。発電する電気は直流で、エビ養殖池で水に酸素を送る機材の電源などに利用している。

 経済成長が進むベトナムでは電力が不足しており、エビの養殖池は汚泥がたまるため寿命が5年と短く、次々に池がつくられて森林破壊の原因になっている。白鳥准教授は「5年かけ研究者約60人が取り組んだ成果。今後はコストを低減し、集落ごとに使える10キロワット程度の施設を開発し普及を目指す」と話している。【馬原浩】

毎日新聞
https://mainichi.jp/



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1564783044/
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【核融合】核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度

1: 一般国民 ★ 2019/06/14(金) 02:41:23.47 ID:CAP_USER

核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO46032540T10C19A6000000/
2019/6/13 10:50
日経クロステック,日経XTECH,日本経済新聞 電子版

画像:核融合科学研究所の実験装置、大型ヘリカル装置(LHD)の実験室内部。中心の丸い部分がLHD本体(出所:核融合科学研究所)
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画像:LHDで生成されたプラズマのイオン温度と電子温度の領域(出所:核融合科学研究所)
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画像:LHDのプラズマ真空容器内部(出所:核融合科学研究所)
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 自然科学研究機構核融合科学研究所は核融合条件の1つであるイオン温度で1億2000万度を維持したまま、電子温度を従来の1.5倍となる6400万度に上昇させたプラズマの生成に成功したと、2019年6月10日に発表した。
 将来の核融合炉の実現に「大きく前進した」(同研究所)という。

 核融合発電は、現行の原子力発電に比べて安全で、燃料が無尽蔵に近い。実用化すれば原子力発電を置き換え、化石燃料がいらなくなるとの期待がある「夢のエネルギー」だ。

 核融合発電を実現するには、1億度以上に達する超高温のプラズマを強力な磁場で閉じ込めて維持する必要がある。プラズマは、分子が電離してイオンと電子に分かれて運動している状態。
 核融合科学研究所はかねて、イオン温度は1億度超を達成していたものの、電子温度は4200万度と低い値にとどまっていた。

 ■重水素プラズマで閉じ込め性能を高める

 核融合科学研究所がイオン温度を維持したまま電子温度を高められたのは、重水素プラズマを使い、電子の加熱方法を工夫したことが大きい。

 重水素ガスでプラズマを生成すると、通常の軽水素を使うのに比べて、プラズマの閉じ込め性能を高められることが分かっている。その物理機構は解明されていないが、閉じ込め性能が高いと熱が逃げにくくなる。

 加熱方法の工夫では、マイクロ波を発生させる発振管とプラズマとの間の伝送路を調整した。マイクロ波の入射時期などを変化させることができて、電子温度を高めることに成功した。

 同研究所の大型ヘリカル装置(LHD)を使った実験で実現した。ヘリカル方式は、磁力線で編んだカゴ状の磁気容器内に高温・高密度のプラズマを閉じ込める、磁場閉じ込め方式の1つ。
 核融合を実現する方式にはパルス運転(短時間運転)となるトカマク方式の研究も進むが、「ヘリカル方式は定常運転性能に優れる」(同研究所)とされる。

(日経 xTECH 清水直茂)
[日経 xTECH 2019年6月12日掲載]



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1560447683/続きを読む

「宇宙の寒さ」から直接エネルギーを生み出す技術が開発される

1: しじみ ★ 2019/05/09(木) 11:39:07.62 ID:CAP_USER

学術雑誌Applied Physics Lettersに「宇宙の寒さ」から直接エネルギーを生み出す手法が確立されたとの論文がが掲載されました。これによると、絶対零度に近い宇宙空間に半導体ダイオードを向けることで、あたかもソーラーパネルが太陽光で発電するかのように、寒さからエネルギー取り出すことが可能だとのことです。

Experimental demonstration of energy harvesting from the sky using the negative illumination effect of a semiconductor photodiode: Applied Physics Letters: Vol 114, No 16
https://aip.scitation.org/doi/figure/10.1063/1.5089783

Experimental device generates electricity from the coldness of the universe
https://phys.org/news/2019-05-experimental-device-electricity-coldness-universe.html

「宇宙の寒さ」を利用した発電技術を発表したのは、富士フイルム先進研究所の小野修司氏らの国際研究チームです。この技術では、宇宙空間に向けたフォトダイオードを使用して寒暖差からエネルギーを得ることが可能だとのこと。

以下の画像は発電デバイスの概略図です。装置の中心にある半球状のフォトダイオードが、放物面鏡を介して空に向いている構造が見てとれます。
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この技術では、熱が物体から放射される際に発生する「negative illumination effect(負の照明効果)」により生じる、わずかな電気を集約してエネルギーに変換するのだとのこと。ただし、2019年現在のところ、絶対零度からほんの数度だけ温度が高い場所でしか電気を発生させることができません。

夜中の冷え込みで発電することはできそうにありませんが、十分に活用できそうな場所があります。それは、ほぼ絶対零度に近い宇宙空間です。

実用的な発電量ではないものの、研究チームは既に1平方メートルあたり約64ナノワット(10億分の1ワット)の電気を発生させることに成功しています。また、理論的には1平方メートルあたり約4ワットの電力を生み出すことができるとのことで、実用化されれば人工衛星や宇宙探査機などに搭載し、地球や天体の影に入ってしまって太陽光発電ができない時の補助電力などに利用できそうです。

https://gigazine.net/news/20190509-electricity-coldness/


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【光合成細菌】3Dプリンターで「発電するキノコ」を作り出すこと成功

1: しじみ ★ 2018/11/08(木) 14:48:02.81 ID:CAP_USER

電力は現代社会に欠かせないものであり、地球温暖化を懸念する動きから再生可能エネルギーを利用した発電方法の開発が世界中で試みられています。そんな中、アメリカの研究者が「3Dプリンターを使ってマッシュルームとバクテリアを組み合わせることで、『発電するキノコ』を作り出すことに成功した」と報じられています。

Bacterial Nanobionics via 3D Printing - Nano Letters (ACS Publications)
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b02642

Mushrooms plus bacteria equals a new source of electrical | Cosmos
https://cosmosmagazine.com/biology/mushrooms-plus-bacteria-equals-a-new-source-of-electrical-energy

‘Bionic mushrooms’ that generate electricity created by scientists | The Independent
https://www.independent.co.uk/news/science/bionic-mushroom-electricity-light-bacteria-graphene-science-research-technology-a8622006.html

スティーブンス工科大学のManu Mannoor教授が率いる研究チームは、マッシュルームと光合成を行ってエネルギーを作り出す細菌であるシアノバクテリアを組み合わせることで、発電する機構が作れるのではないかと考えました。

そこで研究チームは3Dプリンターを用いて、生きているマッシュルームのかさの部分にさまざまな加工を施したとのこと。まずはグラフェンに電気的特製を付与したグラフェンナノリボンを含んだインクで、木の枝のように分岐したパターンを3Dプリンターを使ってマッシュルームのかさに描きました。続いてシアノバクテリアを含むバイオインクを用いて、複数の点でグラフェンナノリボンのインクと交差するようならせん状のパターンをかさに描いたそうです。

その後マッシュルームに光を照らすとシアノバクテリアが光合成を始め、光化学的反応によって発生した「光電流」が細菌の表面から流れ、グラフェンナノリボンの導電ネットワークを介して移動しました。マッシュルームのかさに付着したシアノバクテリアの光合成を促すことで、研究チームは65ナノアンペアという微弱な電気を発生させることに成功したと述べています。


今回作ることができた電力はわずかなもので、実際に何かの電気機器を動かすようなことはできません。しかし、研究チームは大量の発電キノコを作り出して並べることで、やがてはLEDライトを点灯させることもできると考えているとのこと。

また、今回の実験は3Dプリンターを用いてさまざまな細菌を自由に配置し、細菌が持つ特性を利用できる可能性を広げたものといえます。シアノバクテリアとマッシュルームは自然界で共生生活にある存在ではありませんが、3Dプリンターを用いた組み合わせにより、生きた発電機構を作り出すこともできることがMannoor氏によって実証されました。

Mannoor氏は「現実の自然には存在しない生物種の組み合わせにより、革新的なバイオ構造を生み出すことができます」と述べており、微生物の持つ可能性に目を向けることで、今後さらに多くの発見が可能だとしています。シアノバクテリアをマッシュルームのかさにのせた場合、マッシュルームがシアノバクテリアへ光合成に必要な水分を供給し、同密度のシアノバクテリアを通常のシート上に並べた場合と比較して8倍の光電流を取り出すことができたとのこと。また、通常のシートにのせた場合と比べ、シアノバクテリアが数日間長生きするというメリットも確認されたそうです。

「さまざまな微生物界を工学的に統合することによって合理的な生体共生の存在を探り、多くのメリットを得ることができる」と、研究チームは述べています。

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GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181108-mashroom-plus-bacteria-generate-electricity/



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1541656082/続きを読む
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