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【電池】岩石が電池に?岩石を使って蓄電をする技術とは

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日経新聞にこんな記事が出ていました。

岩石蓄電22年にも商用化 シーメンス、10社以上と覚書 コスト、リチウムイオン電池の10分の1(外部リンク)

え?岩石を使って電気を取り出す?と不思議に思う方も多いと思います。今回は、岩石を使って蓄電をするとはどういう事かについて解説したいと思います。

こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。

岩石蓄電とは?

岩石蓄電の原理はとてもシンプルです。

余った電気で岩石を温めて、足りない時に水に熱を奪わせて蒸気にした後、タービンを回すという感じです。記事によると、このような流れのようです。

電気が余った時

  1. 余剰電気を使って熱風ヒーターを稼働させる。
  2. 岩石を600~700℃程度に熱する。
  3. 保温によって外部との熱を遮断する。

電気が足りない時

  1. 岩石の熱で高圧蒸気を作り出す。
  2. 高圧蒸気で蒸気タービンを回す。
  3. 電気を取り出すことが可能。

つまり、熱容量の大きい岩石を利用して電気エネルギーと熱エネルギーを変換させることで巨大な蓄電池になるという事です。

記事によると、岩石から取り出せるエネルギーは熱としては98%、電気としては40%程度のことです。

熱は断熱材を徹底すれば損失は防げるけど、電気は蒸気タービンの効率的に限界があるという感じですね。

電気エネルギーを化学エネルギーにするリチウム電池に比べると、電気効率は悪く見えますが、そもそもの原理が全く違うので比べてもあまり意味はないかなという印象です。

岩石蓄電は、外部環境によって発電量の変動が大きい再生可能エネルギーに使用されるようです。

なぜ岩石なのか?

岩石が使用される理由は、おそらくリチウムなどのレアメタルと比べ、地球上に大量にあり、熱容量が大きいからだと思われます。

熱容量は物体の温度を1℃上げるのに必要な熱量です。

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岩石の比熱を他の物体と比べてみましょう。

  • 水・・・4.2kJ/kgK
  • 花崗岩・・・0.8~0.84kJ/kgK
  • 鉄・・・0.46kJ/kgK
  • ガラス・・・0.67kJ/kgK

※一般的な温度の場合です

こうしてみると水の比熱がかなり大きいということがわかります。

ただ、水に比べると岩石は1000℃程度まで温度を上げても溶けないという特徴があるので、蓄熱として利用されているわけですね。大量に取れる物体の中では熱容量が大きい事が伺えます。

岩石蓄電は広がるか?

岩石蓄電を行うためには、大量の再生可能エネルギー、岩石を溜めておく巨大な施設、蒸気タービン、ボイラー設備など大型の設備が必要になります。

恐らくまずは再生可能エネルギーを推進する自治体やCO2排出量削減を目指す大企業などに導入されそうです。

まとめ

  • 岩石蓄電は電気エネルギーを熱エネルギーに変換する仕組み
  • 発電量の変動が大きい再生可能エネルギーで利用する。
  • 大型の設備のため、自治体などでの利用が考えられる。

原理的には非常にシンプルですが、実際に稼働させるとなると不確定要因が多いので難しそうですね。

ただ、技術的には非常に面白いので、興味のある方は調べて見てはいかがでしょうか?

2020/7/28

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エコおじい

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