データ収集用フロートを用いた海洋研究は、気候変動への対策を支えるうえで不可欠です。
しかし毎年、リチウムイオン電池で駆動するこれら数千基のフロートが電力を失い、海底を汚染しています。
Seatrecの技術は海洋の熱エネルギーを利用し、フロートを充電可能かつ持続可能なものにします。
2011年、ある海洋生物学者はTEDカンファレンスの聴衆に対し、「私たちは月の表面や火星について多くを知っている」と語り、自らの惑星の海底について知っていることよりも多いと指摘しました。
それ以降、海洋学の知識の差を縮めるために多くの進展がありましたが、その隔たりは依然として大きいままです。そして、海洋探査をよりクリーンな営みにしようとする圧力は、海洋探査をはるかにクリーンな営みにすること高まっています。
カリフォルニア州ビスタに拠点を置く、設立5年の「ブルーテック」スタートアップであるSeatrecは、この課題に取り組む企業の一つであり、海洋探査に、つい最近まで不可能だった水準の持続可能性をもたらすことを目指す発電技術を持っています。
海底に放置された使用済みバッテリー
「プロファイリング・フロート」――海の物理的、化学的、地質学的特性を監視する無人のロボット型データ収集装置――は、確立された手法です。その Argo国際研究プロジェクトには、例えば世界中に点在する3,000基以上の稼働中のフロートがあります。
センサーを搭載したこれらのバッテリー駆動フロートは、あらかじめ決められた深度まで潜航してプログラムされた任務を遂行し、完了後に再浮上して、収集したデータを衛星経由で研究ステーションに送信します。
まあ、少なくとも理論上はそうです。しかし時には、フロートが深海から戻ってこられず、任務の途中で電力が尽きてしまうこともあります。
その結果、世界中に散らばる無数のロボット探査機が、回収するには費用がかかりすぎ、新しい機器に交換する方が安上がりだとみなされ、永久に海底に漂流したままとなっています。
Seatrecの推計では、毎年最大1,000基のフロートが寿命を迎え、使い切ったリチウムイオン電池につながれたまま海底へ沈んでいきます。
海洋自身のエネルギーを活用
Seatrecは持続可能な代替案を設計しました： 海洋自身の熱エネルギーを利用するプロファイルフロート向けの発電システムで、自らを充電します。
この発電機は基本的に海洋内部の温度差を利用して再生可能な電気エネルギーを生み出し、それを現在および将来の使用のために蓄えます。
高さ約1.5メートル、重さ約30kgのSL1は、相変化物質（PCM）として知られる特別に設計されたワックスを使用します。このワックスは、海洋の深い冷たい層では凝固し、表層に近い温かい海水では液化します。
これらの温度変化により、PCMはそれぞれ収縮と膨張を起こします。膨張時には発電機内部で上向きの圧力がかかり、それが電気エネルギーに変換されます。
取り付けられたプロファイルフロートへの電力補給能力を維持するために、SL1は冷たい水域へ「潜航」してPCMを収縮させ、温かい表層へ再び「浮上」してさらにエネルギーを生み出すだけでよいのです。これは、それに応じて膨らんだりしぼんだりする内部浮力装置によって実現されます。
Seatrecの創業者であるDr Yi Chaoは、この収集技術によりフロートが無期限に稼働し、より頻繁に、より多くのセンサーでサンプリングできるようになると述べています。こうした能力により、より包括的なデータ収集が可能になり、例えばハリケーンの予測精度向上に活用でき、海洋と隣接する陸地の両方を守ることができます。
健全な海洋のためのクラウドソーシング
Seatrecは 複数のスタートアップの一つとして 持続可能な資源利用を通じて海洋の健全性を推進しています。
世界経済フォーラムは、気候変動の逆転の必要性に突き動かされたアイデアを持つ起業家が、それらを発表し資金を求めることのできる場を提供してきました。「UpLink」と呼ばれるこのデジタルプラットフォームは、パンデミック後の状況を受けて、世界で最も差し迫った環境課題に対処するイノベーションの促進を目指しています。
