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夜間に発電できる「反ソーラーパネル」が考案される

2020年2月18日(火)18時30分
松岡由希子

24時間発電できるようになると期待されている...... abriendomundo-iStock

<カリフォルニア大学デービス校の研究者が、熱放射型光起電力と放射冷却の概念を応用した「夜間光電池」を開発した......>

太陽光発電は、地上に降り注ぐ太陽光を活用した発電手法として広く用いられてきた。世界全体の太陽光発電の導入量は2017年時点で100ギガワット(GW)に達している。

しかし、太陽光発電は、日中しか発電できないというデメリットがある。そこで、太陽光発電とは真逆のアプローチにより、夜間に発電する代替的な発電手法が考案された。

不可視赤外線が宇宙空間に向けて放射されて......

米カリフォルニア大学デービス校(UCD)のジェレミー・マンディ教授らの研究チームは、熱放射型光起電力と放射冷却の概念を応用した「夜間光電池」を開発し、2020年1月15日、アメリカ化学会(ACS)の学術雑誌「ACSフォトニクス」でその研究成果を発表した。

これによると、「夜間光電池」は、夜間に、太陽電池のおよそ4分の1に相当する1平方メートルあたり最大50ワットを発電できるという。

熱エネルギーを電力に変換するためには、物体の温度差が必要だ。太陽電池は温かい太陽光を吸収して発電する一方、「夜間光電池」では、地表の温かい熱と夜間の冷えた宇宙空間との温度差によって、不可視赤外線が宇宙空間に向けて放射され、電流と電圧が太陽電池とは逆方向に流れる仕組みだ。

マンディ教授は「『夜間光電池』には太陽電池と異なる素材を用いる必要があるが、物理学的には、『夜間光電池』も太陽電池も同じ原理だ」と説明している。

昼夜問わず24時間発電できるようになると期待

研究チームによれば、今後の研究によって「夜間光電池」の発電量や効率性を向上させる余地はまだ十分にあるという。「夜間光電池」が実用化されれば、太陽電池と組み合わせることで、昼夜問わず24時間発電できるようになると期待が寄せられている。

夜間の地表と空との温度差を用い、放射される赤外線から発電する試みとしては、米スタンフォード大学の研究チームも、実験装置を開発し、2019年4月、その仕組みをまとめた研究論文をアメリカ物理学協会の学術雑誌「アプライド・フィジックス・レターズ(APL)」で発表している。

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