太陽から地球に降り注いでいるエネルギーは、1時間ぶんでも人類が1年で消費するエネルギーより多くなるという。この膨大な太陽エネルギーの恩恵をうまく享受できるようなシステムを作ることは、研究者たちにとってチャレンジしがいのある目標だ。

コロンビア大学工学部（Columbia Engineering）の研究チームは、太陽光発電により水を電気分解し、保存の効く水素燃料に変換する技術を開発した。

同技術を活用した、水面に浮かび、潤沢にある太陽と海水を使ってエネルギーを生成する太陽光発電装置について見ていこう。

・競合のないリソースをクリーンエネルギーに変換

水素はNASAによる宇宙ロケットのエネルギーとしても利用されている。

現在、こうした水素の大部分は、天然ガスから製造され、そのプロセスでCO2を排出するが、水の電気分解で出るのはH2とO2のみだ。

クリーンエネルギーの生成技術は多いが、資源として豊富で、農畜産業との食い合いもない太陽光と海水が利用できるのは革新的だろう。

太陽光発電の技術が進歩してきているとはいえ、貯蔵効率が悪いことが課題となっている。その点、太陽エネルギーを水素に変換してしまうこの方法では、太陽が出ていないときにもエネルギーは利用できる。

・低コストで高耐久性

Columbia Engineeringによる電解槽のキモは、ガスを分離する手法にある。

既存の電解槽は、高価な膜で仕切って気体を分離しているが、この装置は、気泡の浮力を利用して気体を分離し収集できる構造を設計。非対称電極を用いることで、気泡はメッシュ状の電極の外側表面上にのみ生成されて混合もしない。

海水や汚れにより膜は傷みやすいのに対し、ポンプも膜も不要な電解槽は低コストで高耐久性を実現。純度99％のH2を生成する。

今はデモンストレーション段階の同技術だが、今後の目標として装置の大型化や操作性の向上を目指しているとのこと。

浮遊式電解槽の実用化が進めば、ゆくゆくはエネルギー問題の解決に寄与するものとなるだろう。

参照元：Columbia Engineers Develop Floating Solar Fuels Rig for Seawater Electrolysis/Columbia Engineering