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身近な熱を電気に変える熱電発電

 10/15に放送されたNHK「サイエンスZERO」の「身近な熱を電気に変えろ-実用化迫る!熱電発電」という番組を見ました。

 金属棒の両端に電流計を接続し、金属棒の片側をランプで熱すると、熱い方から冷たい方に電子が流れます。熱エネルギーを与えられた金属ないでは、電子の運動が活発になり、温度の高い方から低い方に移動するのです。これをゼーベック効果といいます。番組では、人の体温からも発電することを実験で示していました。

 身の回りには、コンロの熱、お湯を沸かした時の熱、テレビやパソコンなどの電子部品の発熱など、低温で捨てられる熱はたくさんあります。それらを一つ一つ電気に変えて集めれば使える電力になりそうです。

 東北大学では、2010年9月に絶縁体に温度差を発生させると、電子の磁気的性質(スピン)が発生し、その電子の回転運動から電気エネルギーを取り出すことに成功しました。スピンゼーベック効果といいます。絶縁体でも発電が可能となれば応用範囲も広くなります。

 タービンを回すことなく、低温の廃熱から電気エネルギーを取り出せるので、安全で効率的な発電方式といえます。建設機械のコマツの試算によると、熱電発電の発電コストは8.9円/kWhだそうで、太陽光発電、風力発電、水力発電、さらには石油による火力発電よりも発電コストは安いということになります。

 製鉄工場では大量の廃熱が発生しますし、あらゆる工場で廃熱があります。さらにはレストランなどの調理を伴う施設に一般家庭、あらゆる現場で発生する廃熱を電気に変えることができれば、エネルギー問題の解決に大きく前進することでしょう。実用化に期待が膨らみます。

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