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講義No.11190

身近な温度差を電気に換える「熱電変換」材料

熱エネルギーの可能性

 「熱」は、身近なエネルギーですが実はロスが大きいという現実があります。例えば、ガスコンロの火炎温度は1700 ℃程度で、その温度を利用して40~100 ℃のお湯を沸かしています。さらに自動車もガソリンを燃焼して動きますが、その熱エネルギー効率は30%程度であり、大部分の熱エネルギーは大気中に捨てられています。こうした日本中で発生している年間の排熱量は原子力発電所数百基分に相当し、この1%を電気に変換できると、日本から原子力発電所が数基不要になります。そう考えると熱エネルギーはすごい可能性があると思いませんか?

太陽電池VS熱電発電

 再生可能エネルギーの代表格である太陽電池と熱電発電を比較してみます。太陽電池のエネルギー変換効率が10~15%であるのに対して、熱電発電では5~10%と、まだまだ変換効率が低いのが研究課題となっています。しかし、太陽電池の寿命が20年以上であるのに対して、熱電発電は30年以上あります。熱電発電は、温度差があれば発電できるので、温度差が生じる所であればどこででも利用可能で、太陽電池のように天候に左右されることもありません。今後カーボンニュートラルやSDGsを実現するために、これらのエネルギーを特性に応じて使い分ける、もしくは融合することが必要になります。

熱電発電をもっと身近にするために

 熱電発電を普及させるためには、何はともあれ変換効率を向上させる必要があります。さらに環境調和するために安全で低コストも実現しなければなりません。非常に難しい課題ですが「ものづくり精神」から素晴らしい材料を開発して世界において存在感を発揮しながら地球規模における環境問題に立ち向かっています。そこで重要になってくるのが基礎研究という材料の本質と対話する研究です。すぐに課題を解決する結果は得られませんが、地道な研究の先に今後の科学技術の発展、そして環境問題に解決につながる抜群の材料が得られるでしょう。


この学問が向いているかも 材料工学、電気・電子工学

宮崎大学
工学部 環境・エネルギー工学研究センター (電気電子工学プログラム) 准教授
永岡 章 先生

先生がめざすSDGs
メッセージ

 宮崎大学はいわゆる地方大学ですが、再生可能エネルギー分野においてここでなければ作れない、出せない成果を世界に発信し、実績を積み上げてきました。人生は運命的な巡りあわせの連続であり、それは必然であると思っています。このメッセージを読んでいるあなたと将来的にはご縁があることを楽しみにしています。将来再生可能エネルギーやものづくりを通して社会を変えたいあなた、ぜひ一緒に研究をしませんか? あなたが、高校・大学において自ら学ぶ力・自ら考える力・創造力を養い、世界へ羽ばたいていく人材になってもらいたいと願っています。

先生の学問へのきっかけ

 子どもの頃からプラモデル作りや宇宙が大好きで、将来は日本のために貢献できる研究者になりたいと考えていました。宇宙物理学を研究したいと思っていたのですが、高校時代の恩師に「宇宙物理で成功するのは難しい。」と言われました。希望の進路に進めなかったこともあり、この結果は必然と感じ、ものづくりへ方向転換しました。そこで今でも研究の師である恩師に出会い、半導体や再生可能エネルギーの研究を続けています。。人の縁に支えられ、研究を通して世の中に貢献できることにとても喜びを感じています。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

装置メーカー開発/化学系メーカー開発/プラントメーカー開発/電機メーカー開発/商品開発マーケティング/官公庁技術

研究室
大学アイコン
永岡 章 先生がいらっしゃる
宮崎大学に関心を持ったら

 宮崎大学は、「世界を視野に、地域から始めよう」のスローガンのもと、人的・知的・物的資源を共有し、機能を相補します。(1) 教養教育の一層の充実と質的向上、(2) 教育・研究基盤の強化、(3) 学際領域の教育・研究の強化と創出、(4) 地域および国際社会への貢献、を具体的な目標として、21世紀を展望しつつ、知の創造の殿堂として、活気に溢れ、魅力に満ちた学風と輝くキャンパスを築きます。また、地域と連携して宮崎の文化と風格を高めることを目指しています。

※夢ナビ講義はそれぞれの先生の見解にもとづく講義内容としてご理解ください。

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