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TOP > ビジネスニュース > 水蒸気の10倍のエネルギーを発電する「超臨界CO2タービン」 米研究者が開発
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水蒸気の10倍のエネルギーを発電する「超臨界CO2タービン」 米研究者が開発

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1 :鉄チーズ烏 ★:2017/07/05(水) 20:39:16.57 ID:CAP_USER.net

 発電所では、タービンを回すのに水(蒸気)が使われるのが一般的だ。だが水の代わりに二酸化炭素を使うと、30パーセント高い発電効率でエネルギーを生み出せるという論文が発表された。米エネルギー省も期待する「超臨界CO2タービン」の可能性とは?

二酸化炭素はすごい分子だ。二酸化炭素といえば読者はおそらく、動物が呼気として放出し、植物が吸収する物質であることや、気候変動のいちばんの原因であるとされていることしか知らないだろう。だが、二酸化炭素にはもっと多くの可能性がある。たとえば二酸化炭素によって、電力業界をもう少し環境にやさしいものにできると考えている技術者たちがいるのだ。

そう書くと、二酸化炭素の回収と貯留をひとひねりしたものだと読者は思うだろう。だが、そうではない。熱を電気に変える巨大な装置、タービン発電機のことをいっているのだ。ほとんどの発電所は蒸気タービンを利用している。だが、水を気体(水蒸気)に変えるには大量のエネルギーが必要だ。室温では気体で存在する二酸化炭素なら、そうした問題を避けられる。おまけに、圧縮するのは水と比べてはるかに容易なので、タービンに大量に詰め込むことができる。

『サイエンス』誌に5月26日付けで発表された論文によると、超臨界流体(温度と圧力のバランス上、気体と液体の区別がつかない状態)になった二酸化炭素なら、いまより小型のタービンでもっと多くの電力を生み出せるという。

■水を使うのは効率が悪い

米国における電力の3分の2以上は、「ランキンサイクル」と呼ばれる熱サイクルで稼働する蒸気発生器によってつくり出されている。まずは、水をポンプで圧縮してから加熱する。加熱方式は、石炭の燃焼でもいいし、放射性物質の崩壊でもいいし、何千ものミラーで反射させた太陽光でもいい。

加熱によって水を沸騰させ、蒸気を発生させる。そして、さらにどんどん加熱していく。蒸気を限界まで高温にしてからタービンに送り込むと、タービンブレードが回転し、取り付けられた発電器が電力を生み出す。その後、低圧となった水蒸気は復水器に送られ、水になってポンプに戻る。そして、このサイクルが新たに始まる。

ランキンサイクルは、1世紀以上にわたってうまく機能してきたし、最近までは状況を変える理由が何もなかった。発電費用がかなり安く済み、石炭使用の結果(気候変動)が直ちにはわからなかったからだ。だが、ランキンサイクルは効率が悪い。水を使用することがその主な理由である。

「サンショット・イニシアティヴ」(米エネルギー省が太陽光発電システムのコスト削減に向けて2011年に開始した技術開発プロジェクト)のプログラムマネージャーを務めるアヴィ・シュルツは、ランキンサイクルについて次のように語る。「興味深い物理学的事象ですが、氷から水に、あるいは、水から水蒸気に、といった具合に何かの相を変化させるのには、多くのエネルギーを加える必要があります」。つまり、ランキンサイクルを経る蒸気発生器は、水を沸騰させるための多量のエネルギーを無駄にしているわけだ。

>>2以降に続きます

2017.7.5 19:06
http://www.sankei.com/wired/news/170705/wir1707050001-n1.html



4 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 20:47:59.24 ID:YyG/qhON.net

なんかすごくイケそうな技術のように思える。

でもそれなら、
冷蔵庫の冷媒に使われているガスじゃいかんのけ?



11 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 21:21:48.94 ID:YyG/qhON.net

発電ついでに言うと、
地球は巨大なモーターみたいなもんだから、
地球を取り巻く磁場とトランスできれば電力取り放題だろうけどな。





13 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 21:26:33.20 ID:vEznoKYL.net

今まで水蒸気を使ったものしかないのがおかしい話だからな。
SFでも、核融合発電を実現している未来で、相変わらず原始的な水蒸気
タービンを回して電力を作っているのが殆どだし。
未来なら直接発電くらい実現して欲しいものだが、今はこの位が精一杯と
いう感じか。



14 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 21:27:37.27 ID:X3vKE8tJ.net

むだむだw漏れるからw



21 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 22:07:39.10 ID:YyG/qhON.net

たしか海自の潜水艦にはスターリングエンジン積んでんだっけ。
兵庫の新温泉町の地熱発電も、バイナリ方式のスターリングエンジン。

条件によっては蒸気式よりそっちのがいい。



25 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 22:25:09.07 ID:vdJbbOk2.net

       _, ,_ 彡☆ )Д´)
     (#`Д´)彡 ☆ )Д´)
      ⊂彡☆ )Д´)
          パパパーン

往復タービン



30 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 23:02:01.66 ID:KVFjBGK8.net

どちらかというと蒸気タービンの技術よりはガスタービンの技術がものを言いそうだな



32 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 23:08:00.73 ID:Y8E8XqBq.net

復水器で水まで戻さず気体のままにすれば相はまたがんが、、、。



33 :名刺は切らしておりまして:2017/07/05(水) 23:11:07.75 ID:6hp+vNrj.net

やっとお湯を沸かさないですむのか



39 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 01:26:40.25 ID:E8+aWvqt.net

窒素やったらあかんの?



41 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 03:12:16.84 ID:+khfum0c.net

冷やしてメンテやろうとしたらダイヤモンド並の固い汚れだったりして



46 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 04:36:49.99 ID:w5/5CZUj.net

液体に戻すのにエネルギーがいるんじゃないの



51 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 09:52:15.33 ID:RZpnW1iz.net

プロトタイプに予算ついてるのが素晴らしいかな



57 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 11:51:14.54 ID:p1peUWfw.net

熱エネルギーで水を水蒸気にしてタービン回して電気エネルギーに変える
でもこれ熱が逃げてロスが出る
熱エネルギーで超二酸化炭素でタービン回して電気エネルギーに変えるになると
そのロスが少ないってことかい?
でもその超二酸化炭素を作るのにエネルギーがかかるんじゃねえのってことなんだが俺の理解が足らんのか?



58 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 12:31:49.60 ID:rshQmB8a.net

大型トレーラーの発進時後ろにいると
排ガス臭くないんだけど酸素薄い感じある
石油ストーブで換気してない部屋みたいな



60 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 12:55:51.04 ID:Ki9QY1BU.net

どうなんだろう、最も効率のいいのが理想気体でないだろうか、そうしたとき
どんな物質でも臨界点以上になった時、ほぼほぼ理想気体に近づくのでは、
水の場合は圧力218気圧、温度は374℃、二酸化炭素は気圧73気圧、
温度31℃だから、水は二酸化炭素の圧力で3倍の温度で10倍のエネルギーを
注入しなければ臨界点に達しない、その意味でCO2は水よりはるかに
効率的ではないかとは思うけど。



62 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 16:11:01.57 ID:rbsk4Ucf.net

核融合発電早く実用化して欲しいなぁ



68 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 20:22:02.17 ID:kca6PaEv.net

水って本来はかなり特殊な物質なんだよな
分子量のわりに沸点が高過ぎる



69 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 20:57:39.52 ID:x6f0H2P5.net

削減してるのに何で使うの?



70 :名刺は切らしておりまして:2017/07/06(木) 21:12:06.14 ID:bqQ2J15D.net

実用実験はいいことだ。どこが問題か浮き彫りになるだろう
密閉機構が結構な感じで頓挫してる印象



73 :名刺は切らしておりまして:2017/07/07(金) 06:35:26.50 ID:kNnHWWTu.net

これ基幹特許は東工大発なんでしょ?
アメリカの言いなりもいい加減にしとけよら



76 :名刺は切らしておりまして:2017/07/07(金) 08:54:18.29 ID:XTs8exua.net

炭酸ガスとは名案だと思うな。
炭酸水じゃいかんのか?
温度が高くなると水中から分離しやすくなって膨張しやすくなり
冷えると再び水に溶け込むと言う具合に体積比を倍以上低温でかせげそう



77 :名刺は切らしておりまして:2017/07/07(金) 10:12:34.21 ID:bSEV6A5D.net

潜熱は無駄なの?(小さいほど良い?)
有機溶媒だとどうなるの?



84 :名刺は切らしておりまして:2017/07/13(木) 18:38:47.92 ID:qSm/CkIT.net

テイラーウィルソンがTEDのトークで言ってたな
実現すれば結構凄いかもね




Source : http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/bizplus/1499254756/
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