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<< 戻る 2017年7月5日


太陽エネルギーから高温熱源を創る薄膜材料において世界最高効率を実現 〜CO2フリー水素の「エネルギーキャリア」システム構築に向けて〜

本研究の【概要詳細

1.現状
 海外での豊富な太陽光を活かして水素を創り、運びやすい液体燃料に変換して日本国内へ運んで利用できれば、CO2フリーのエネルギーチェーンを構築できます。その起点となる太陽エネルギーと水からの水素製造において、最も効率的なプロセスになると期待できる方法の一つが太陽熱による水素製造であり、その太陽エネルギーから熱への変換効率(注1)が高く、さらに高温(650℃)下で動作できるデバイスの開発が求められています。


2.本研究の成果
 一般財団法人ファインセラミックスセンター(代表 高田雅介所長)の奥原研究員らは株式会社豊田自動織機と共同で、「集熱管」(注2)と呼ばれる太陽光を熱に変換するデバイス(図1 (a))の開発を進め、その集熱管の外周面を「太陽エネルギーを吸収しやすく、熱エネルギーを逃がしにくい」表面とすることで変換効率の向上に成功しました。つまり、太陽光のみをよく吸収するとともに、熱ロスの原因となる赤外線の放射を抑える薄膜材料を見出したということです(図1 (b))。その結果として変換効率を向上でき、特に高温域では10%以上もの効率向上に成功しました(従来技術で650℃仕様の光学選択吸収膜(注3)を作製した場合に比べて)(図2 (b))。
 本研究は、内閣府総合科学技術・イノベーション会議(CSTI)の戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「エネルギーキャリア」(管理法人:JST)の委託研究課題「高温太陽熱供給システム」によって実施されました。
図1. (a) 集熱管および太陽熱システムの外観
(b) 薄膜の吸収率と波長の関係


3.今後の展開(将来ビジョン)
 本成果の光学吸収選択膜を適用した集熱管を作製し、海外の太陽熱プラントなどにおいてそのエネルギー変換効率の高さを実証することで世界展開に向けたアピールを図り、CO2フリー水素社会およびエネルギーキャリアのシステム構築に繋げたいと考えています。


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研究担当者
材料技術研究所 エネルギー材料グループ 奥原芳樹

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