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廃水処理した水と海水を混ぜてエネルギーを生み出す手法を米スタンフォード大学が開発

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米スタンフォード大学の研究チームは、2019年7月29日、廃水処理された水と海水を混合することによってエネルギーを生み出すための新たな手法を開発。

一連の研究成果は、アメリカ化学会(ACS)のオープンアクセス論文誌「ACS Omega」に掲載されている。

・淡水と海水を混合している間、エネルギーの消費と再充電を繰り返すバッテリー

淡水と海水のように、塩濃度が異なる2つの溶液を混合することで得られる「塩分勾配エネルギー」は、新たな再生可能エネルギーのひとつだ。

淡水と海水を混ぜると、1立方メートルあたり、0.65キロワット時のエネルギーを生み出すことができる。

研究チームは、淡水と海水を混合してエネルギーを発生させる手法として、電気化学を用い、色素などとして広く用いられている「プルシアンブルー」と導電性を持つ「ポリピロール」という丈夫で安価な2種類の電極材料でできたバッテリーを考案した。

バッテリーの電極からナトリウムと塩化物イオンを放出して電極の一方から他方へ電流を生み出すと、淡水と海水が急速に入れ替わり、これによって、電極がナトリウムと塩化物イオンを再び取り込み、電流の流れが切り替わるという仕組み。

つまり、このバッテリーは、淡水と海水が流れている間、何らのエネルギーも必要とせず、エネルギーの消費と再充電を継続的に行うことができる。

・廃水処理施設のエネルギー自律化にも役立つ!?

研究チームでは、米カリフォルニア州のパロアルト広域水質管理施設で廃水処理された淡水とハーフムーンベイで採集した海水を使ってこのバッテリーの実験を行ったところ、180回にわたって、97%の効率で「塩分勾配エネルギー」を回収することに成功した。

この手法が実用化されれば、とりわけ膨大な電力を消費する廃水処理施設のエネルギー自律化などにも役立ちそうだ。(文 松岡由希子)

Stanford University
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