とあるバハイ教徒の日記:第二支部

神の存在証明と地球温暖化防止

エネルギー消費を1/10にする技術の概要

http://yujimiyako.blog.fc2.com/blog-entry-11.html の日記において、僕は「エネルギー消費を1/10にする技術」を紹介した。

その後、この技術がどういう理論に基づくものか、色々資料を読んできたのだが、今に至るまでその理論的基礎は完全には分かっていない。

そこで、本日はメモとしてこの技術が概ねどういうものかを書くことにする。

まず、この世には「エネルギー保存則」というものがある。これの意味するところは、エネルギーは使っても使っても絶対に減らないことを意味する。

他方、「エネルギー消費」という概念がある。これはエネルギーは使えばその分減るということを意味する。

上記の2つの概念(「エネルギー保存則」と「エネルギー消費」)は矛盾するように見える。

なぜ矛盾するかは、例えば発電の場合通常、化学エネルギーを燃焼させて熱エネルギーに変換して仕事を取り出しているが、その過程でエクセルギー(有効に仕事に変換できる部分)が低くなるからである。

つまり、燃焼の前後でエネルギーは保存されているが、化学エネルギーという質の高いエネルギーから熱エネルギーという質の低いエネルギーに変わったから「エネルギー消費」という概念が生じるのである。

そこで東京大学の堤敦司氏は「超燃焼技術」というエネルギー利用法を提案している。「燃焼」というエクセルギー損失の大きな過程を避ける、あるいは燃焼させてもエクセルギー損失が出来るだけ起こらない技術を用いることにより、エネルギーを有効利用しようというのである。

http://www.energy.iis.u-tokyo.ac.jp/tsutsumi/20100510.pdf に具体的な超燃焼技術の分類がある。

それによると、超燃焼技術大まかに「燃料を消費せずに熱を得る方法」「燃料を用いつつもエクセルギー損失を低減する方法」の2種類に分けられる。

まず、「燃料を消費せずに熱を得る方法」であるが、それには(1) 余剰熱源、未利用熱の利用 (2) 自己熱を再生し利用 (3) 発熱反応の反応熱を利用 がある。

(1) 「余剰熱源、未利用熱の利用」 は具体的にはヒートポンプ、(2) 「自己熱を再生し利用」には自己熱再生、(3) 発熱反応の反応熱を利用にはコプロダクションがある。

次に「燃料を用いつつもエクセルギー損失を低減する方法」には I) 燃焼によらない熱エネルギーへの変換 II) 燃焼におけるエクセルギー損失を低減する方法 がある。これらは、具体的にはI-1) 反応の自由エネルギー変化分を仕事として取り出す I-2) 燃料からよりエクセルギー率の高い化学品を合成 II-1) 反応場の濃度を制御 II-2) 排熱を回収し余熱に利用 II-3) 反応分割により水素リッチガスにして燃焼 II-4) 反応分割によるサイクル反応の利用 がある。

堤敦司氏は東京大学卒業生と共同で「エクセルギー・パワー・システムズ株式会社」というベンチャー企業を立ち上げており、現時点では「ハイブリッド水素電池」と「次世代水素製造システム」を開発、製造している。

エクセルギー・パワー・システムズ社は、今後、燃焼を行わないエネルギー変換技術を開発することを主目的としている。

今後は、堤敦司氏とエクセルギー・パワー・システムズ社についての情報を収集し、分かりやすく解説して行きたい。

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