合金ひとつでエンジンの廃熱を利用した発電が可能に

New Technology Can Turn Heat Waste Into Electricity : CleanTechnica

Great news on the power efficiency front: Scientists have invented a new material that can efficiently convert heat waste in cars, power generators, and heat pumps into electricity.

from Lumberg the Lactating Llama

エンジンなどの熱機関から発生する廃熱を電気エネルギーに高効率で変換する物質が発見されたという報告です。

このような現象は物理的には熱電効果の中のゼーベック効果として知られています。
ゼーベック効果は物体内部、または異なる物質間で温度差を生じさせたときにその間に電位差が発生する（＝電流が流れる）現象のことを言います。
この現象を用いて廃熱を再利用して発電をしようという試みは行われていたようですが、その変換効率はそれほど高くなく、実用化にはほど遠いモノでした。

こんなことができることも知らなかったのですが、より効率的で実用化が可能な合金の探索が研究者によって続けられているそうです。この成果の一端をご紹介します。

しかし、通常空気中に放出されてしまう廃熱から電気を作ることができるのは魅力的です。しかも普通の発電機のようにタービンを回したりする必要がないためスペースをとることもないため、エンジンの中で発電することなども可能になるとされています。Thermoelectric materialsによると、宇宙船のなかでの発電素材としても注目されているようです。

今回発見された物質は化学的にはタリウムを添加されたテルル化鉛で、これまで最高の効率を持っていた物質の2倍の変換効率を誇っているそうです。最も効率がでる温度域は232℃から510℃（記事では華氏450°から950°と記述されています）でエンジンなどの典型的な温度だということです。

一般的な車のエンジンでは最大60％のエネルギーが廃熱として放出されているそうです。このエネルギーを一部でも電気に変換して利用できればなかなかのものですよね。ただ単にこの物質を仕込めば良いだけで、摩耗したり劣化したりすることはないため、メンテナンスの必要もないそうです。

現実的にどの程度の電気を得られるのかわからないのですが、ちょっとでも捨てていた廃熱から電気を取り出せたら素晴らしいんじゃないかと思います。もちろん、この素材の金額とか経済的には無視できない障害がたくさんあるのかもしれません。

でも、研究者らはその点に関しては楽観視していてより効率よく変換することができる物質をこれからも探索していくと言っていますから、近い将来の車は廃熱から発電するのが当たり前なんてことになるかもしれません。これからの進歩に期待したいですね。