2020年1月31日金曜日

電気エネルギーを水素として蓄える


前回書いた、シアノバクテリアを砂にまぶして固めて造った「生きて増殖するコンクリート(レンガ)」のアイディアは面白いと思いました。物理的な刺激(地震など)でコンクリートに亀裂ができてもコンクリートが自ら修復すると見込まれているので、地震の多い日本にうってつけの素材のような気がします。科学技術の進展はすごいと思いました。
生きて増殖するコンクリートの製造
加えて、最近特に気になっているのはエネルギー問題です。もしもの話ですが、「エネルギーがふんだんにあり、皆がエネルギーを自由に無料で使える社会になったら」どうなるか、卑近な話題に換言すれば「電気料金が無料になったら」どうなるのでしょうか。 

当然自動車は電気自動車になるものと予想されます。小型オスプレーのようなドローンタクシーが活躍することになるかも知れません。AIを搭載したロボットが働くようになるので、生活費は国が支給することになり人間は働く必要がなくなり、志願した人だけが仕事を得て働くことになるのかも知れません。

と言っても実際は人口問題が立ちはだかり、地球上で暮らせないほど人口が増加する可能性もあるので、実は未来は全く不透明です。

でも確かなことは、科学技術が限りなく発展することです。地球にふりそそぐ太陽エネルギーは莫大です。人間を始めとする動物や植物はその数パーセントを享受し生命を維持しているわけですが、太陽光発電が発展しそれを電気に変換してリチウムイオン電池等次世代の蓄電池(二次電池)が開発され普及することになれば、電気料金を可能な限り0円に近づける政策を実施する国が現れる可能性があるのではないかと思っています。

最近、水素を安定な有機化合物として蓄える技術が注目され始めています。有機化合物のトルエンに水素を添加してメチルシクロヘキサン(MCH)に変換し、これを水素貯蔵体として活用する技術が実用化されているようです1)
水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサン
水素は、水の電気分解によって得ることができます。太陽光発電で水から水素を発生させ、それをシクロヘキサンとして蓄えることが可能になった訳です2)

このメチルシクロヘキサンを水素電池の水素源として利用することも可能ですので、トルエンとメチルシクロヘキサンのループと太陽光発電・水素電池を組み合わせた二次電池パッケージの構築が可能のように見えます。
太陽光発電による電気の水素としての貯蔵とその利用システム
トルエンとMHCはガソリンと同じように扱うことが可能とのことですので、期待が膨らみます。

参考)
1)岡田佳巳:水素エネルギーの大規模貯蔵輸送技術、J.IEIE Jpn. 36(4), 238(2016)
2)http://www.todaishimbun.org/co2free20190405/ 水素の輸送に必要な物質を安価に製造.

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