スウェーデンの大学のチームが、太陽エネルギーを閉じ込める新技術「分子太陽熱エネルギー貯蔵（MOST）」を編み出しました。
この結果生まれた液体は「チャルマース燃料」として知られ、18年という驚くべき貯蔵期間の可能性を持っています。
昨年、チャルマース工科大学（スウェーデン）のチームが、基本的に太陽エネルギーを閉じ込める方法を発見しました。チームは、ノルボルナジエンという化合物を含む液体燃料を開発しました。この化合物は、太陽光に当たると炭素、水素、窒素の原子を並べ替え、エネルギーを蓄えた異性体であるクアドリシクランに変わります。クアドリシクランは、冷えた後も長期間にわたってエネルギーを保持し、そのエネルギー量は1キログラムあたり最大250ワット時と推定されています。使用時には、コバルト系触媒に通すことで、エネルギーが熱として放出されます。このチームの研究は、太陽エネルギーを運搬可能にし、現実のエネルギー需要に応える上でさらに有用なものにする画期的な成果となる可能性があります。
さらにチームは、貯蔵と放出の繰り返しによって燃料が分解しないよう、燃料の分子構造を調整し続けています。燃料は何度でも繰り返し使用できます。「大きな劣化を伴うことなく125サイクル運用してきました」とによると、研究者のカスパー・モス＝ポールセンは述べています。
その結果、科学者たちは、MOSTと名付けた往復型エネルギーシステムを構想しています。MOSTとは、分子太陽熱エネルギー貯蔵（Molecular Solar Thermal Energy Storage）の略称です。
分子太陽熱エネルギー貯蔵システム
分子太陽熱エネルギー貯蔵システムでは、液体は中央にパイプが通った凹面型の太陽熱集熱器の中を流れます。集熱器はそのパイプと、そこを流れる燃料に太陽光を集中させ、ノルボルナジエンからクアドリシクランへの変化を引き起こします。エネルギーを蓄えた燃料は透明なチューブを通って貯蔵タンクに流れ込むか、迂回させて別の場所へ輸送し利用することもできます。モス＝ポールセンは、チャルマース大学のプレスリリースで次のように述べています。「この異性体のエネルギーは最長18年間貯蔵できます。そして、エネルギーを取り出して利用する段階では、期待をはるかに上回る温度上昇が得られます。」
燃料のエネルギーを放出するには、分子太陽熱エネルギー貯蔵触媒に通します。触媒内で化学反応が起こり、燃料は液体に戻りますが、その温度は63°C（145°F）上昇しています。例えば、燃料が20°Cで触媒に入ると、83°Cで出てきます。この形態では、その液体を住宅や事業所の暖房に使用したり、加熱された液体に依存する他のシステムに利用したりできます。「その熱エネルギーを、給湯器、食器洗い機、衣類乾燥機などに使うことができます」と、MITのジェフリー・グロスマンはNBC MACHに語っています。「産業用途も数多く考えられます。」
この1年は重要な時期でした
チャルマース燃料の最初のバージョンは約1年前に発表されました。その後の数か月間、研究者たちは、先述の18年という驚異的な貯蔵期間の可能性を超えて、現在見られている堅牢な挙動を実現するために取り組んできました。「分子太陽熱エネルギー貯蔵において最近、多くの重要な進歩を遂げ、今日では一年中稼働する無排出のエネルギーシステムを手にしています」と、モス＝ポールセンは述べています。
ノルボルナジエンを同様の用途で研究した他の研究者もいましたが、その燃料は数サイクルで分解してしまい、研究は断念されました。これまでの燃料は、エネルギーを長く保持することもできませんでした。
チャルマースのチームも当初、異性体に可燃性のトルエンを混ぜる必要がありました。しかし現在では、危険な添加物を使わずに異性体を利用する方法を確立しています。
太陽エネルギーの貯蔵
世界が再生可能エネルギーへと移行する中、太陽エネルギーは最も魅力的なエネルギーの一つであることが証明されています。太陽光は無料で、そのエネルギーを放出しても汚染や有害な影響を生じません。残された制約要因の一つは、太陽エネルギーそのものと同じくらいクリーンな方法で太陽エネルギーを貯蔵する手段を見つけることでした。電池に関する研究も多く進められていますが、有害物質を使わずに電池を製造するのは困難です。分子太陽熱エネルギー貯蔵システムは、追求すべき新たで刺激的な方向性を示しています。
