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エネルギー革命とマグネシウム循環社会

海水中には、1800兆トンという大量のマグネシウムが含まれています。このマグネシウムを「太陽光励起レーザー」を利用して製錬すれば、自動車や発電所の燃料として利用することができます。

更新日: 2019年07月06日

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twcritiqueさん

海水中には1800兆トンという大量のマグネシウムが含まれてる

海水中には、1800兆トンという大量のマグネシウムが含まれています。このマグネシウムを「太陽光励起レーザー」を利用して製錬すれば、自動車や発電所の燃料として利用することができます。

生成された酸化マグネシウムは、太陽光励起レーザーを利用することで金属マグネシウムとして再生することが可能です。
海水からマグネシウムを取り出すには、太陽エネルギーを利用した低コストで高効率の淡水化装置を使います。これはまた、世界的な水不足への解となるでしょう。

太陽光励起レーザーと持続可能(むげん)エネルギー源

世界にエネルギー革命を起こすかもしれない「マグネシウム電池」。東京工業大学の矢部孝教授が発明し、スマホなら1ヵ月は充電不要で使えるようになるといわれている。

「自分でやっていてワクワクしますよ。’12年7月に特許を取った私のマグネシウム電池を使えば、スマホなら1か月間充電は不要で、その電池に必要なマグネシウムはたったの6円。ノートパソコンのバッテリーも2~3gほどで大丈夫。16kgのマグネシウム電池を搭載した車なら500kmを移動でき、電池代は3800円で済みます」

矢部教授は、海外で今年から始まる淡水化とマグネシウム精錬の事業化を通じて、その有効性を証明していくと意気込む。「マグネシウム文明論」の共著者であるライターの山路達也氏は、「軽くて強度があり、電子機器のボディーに使えるマグネシウムには資材としての需要が大きい。プラスチックを置き換えるだけで石油も代替する。そうした需要が広く使われるようになり、コストが下がった時点でマグネシウムのエネルギー利用が出てくるのでは」と指摘している。

今、電力会社としては必要な時にうまく効率的に必要な分だけを発電するかに気配りをしていま
す。一般的にも、「温暖化対策と経済成長の両立には省エネが極めて重要な役割を占める。」と指
摘されています。電力会社の余っている電力を貯蔵するシステムに自ら発電する大容量のマグネシ
ウム空気電池をドッキングすることにより、非常時でも使える・新しい電源供給システムが生まれ
ると考えています。

燃料電池が大規模に普及し、成功するかどうかには、さまざまな要因が関係する。例えば燃料の流通インフラや燃料電池のコスト低減などだ。しかし、地球全体のエネルギー循環まで考慮すると、長期的には投入するモノが再生可能かどうかによって決まるだろう。CH4は化石燃料であり、H2は現時点では再生可能になっていない*2)。

東北大学未来科学技術共同センター教授の小濱泰昭氏が2012年1月26日に発表した「Mg燃料電池」は、再生可能であるところに特長がある。「太陽エネルギーを使ってMgを精錬するめどがついており、効率よく量産可能な燃料電池が実現する」(小濱氏)。Mgは地球上で8番目に多い元素であり、海水にもMgCl2(塩化マグネシウム、にがりの成分)として大量に含まれている。レアメタル問題を起こすこともなく、人体にも無害だ。

リニアモーターカーのような高速輸送機関はエネルギーを大量に消費する。いわば原子力発電所を前提とした輸送機関であり、エネルギー問題の今後を考えるとこれではだめだ。そこで自然エネルギーだけで時速500kmで走行できる輸送機関の研究を続けた。

MONOist エアロトレインにMgが必要だったのか。

小濱氏 そうだ。軽量化が必要だった。Mgを取り入れたエアロトレインのモデルを2010年に開発できた。産業技術総合研究所基礎素材研究部門(九州センター)の協力を得て、難燃性Mg合金を見つけ出すことができたからだ*5

(3)リチウムはボリビアなど海外から輸入される希少金属であって、資源量の問題があります。これに対してマグネシウムは海水中にニガリとして0.13%含まれており資源量はほぼ無尽蔵といえます。また、海水からのマグネシウム採集も金属マグネシウムへの還元技術も確立しています。さらに、リチウムは水に触れると発火するので、可燃性の有機溶媒を電解液としており、火災時に爆発の危険があります。これに対し、マグネシウム燃料電池のマグネシウム電極(負極)は高温でも燃えず、電解液は食塩水(5~13%)、正極は基本炭素粉なのできわめて安全という特長があります。

普及の為に政府は補助金の設定を検討しており、2015年の発売時には400万円程度まで安くなる可能性もあります。 燃料電池車による経済効果は2.7兆円、周辺産業を加えると10兆円は軽く超えます。暮らしや産業は大きく変わり、日本のエネルギー問題や貿易収支にも多大な影響を与えそうです。

従来の電気自動車用バッテリーに比べて5倍もの電気エネルギーを発電できる電気自動車用バッテリーが、韓国の研究チームによって開発された。韓国科学技術研究院(KIST)の趙炳源(チョ・ビョンウォン)博士の研究チームは17日「1回装着すれば最大で500キロ走行できる『マグネシウム・空気電池』を開発し、これを装着した電気自動車のテスト走行に世界で初めて成功した」と発表した。

マグネシウムは韓国国内でも豊富な埋蔵量が確認されているため、リチウムのように輸入に依存しなくてもよい。趙博士は「今はまだガソリンの3倍ほどと高価だが、使用済み電池と残りの水酸化マグネシウムを反応させてマグネシウムを取り出す技術が開発されれば、実用化も可能になるだろう」とコメントした

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