今回紹介する発電方法は、これまでとはまったく違った新しいやり方で挑戦しようとしています。battery)」を開発しました。淡水と海水を両方とも使うから”混合”エントロピーバッテリー!?どんな特長を持っているの?ひとことで言うと、水に含まれる塩分の濃度差(浸透圧)を利用した発電方法です。川の河口付近に設置することで、川の水と海水を使って発電することができます。海水と淡水を入れ替えるだけで、繰り返し発電を行うこともできます。やって発電するの?海水には、水酸化物イオンとナトリウムイオンが含まれています。このイオンを上手くコントロールすることで電気を取り出しています。Energy」では、塩水と真水のあいだに特殊な膜を使っていました。中央の塩水と両側の真水の間に膜がある(水酸化物イオンは左、ナトリウムイオンは右へ)海水が膜を通過すると、それぞれのイオンを含んだ2種類の水が出来上がります。この2つの水は、片方がナトリウムイオン水(Na+)、もう片方は水酸化物イオン水(OH-)なので、両者のあいだには電位の差が発生します。これが電池であり、発電装置でもあります。イオンを分離するために必要なイオン分離膜の値段が高く普及には至りませんでした。Battery新方式は、膜のかわりに2つの電極(プラスとマイナス)を使います。ひとつは、二酸化マンガンの電極で、ナトリウムイオン(Na+)に反応します。ひとつは、銀の電極で、こちらは水酸化物イオン(OH-)に反応します。二酸化マンガンは、とても安く、環境にも優しく、高いエネルギー密度を持っています。2つの電極を淡水に沈めて、海水へ入れ替えると電極間でイオンの移動が行われ、電流が発生します。海水と淡水を交互に入れ替えていっても、同様に電流が発生します。Battery)」と呼びます。淡水と海水を交互に入れ替えていくことで充放電を繰り返し行うことができるエントロピーってなに?エントロピーとは、物がよく混ざりあっている状態(均一性がとれている)ほど高い値になり、物が分離しているほど低い値になります。海と川で海水と淡水それぞれが分離しているとエントロピーは低く、河口付近で海水と淡水が混ざりあっているとエントロピーは高くなっています。そもそもエントロピーとは、低いところから高いところへ(分離から均一へ)は自然(エネルギーを必要とせず)に変化しますが、その反対は決して起こらないとされていて、エントロピーの法則として広く知られています。どれくらい凄いの?発電効率は75%で、海水と淡水の入れ替えを100回以上おこなっても効率が低下しないことを確認しています。電極間の距離を近づけることでより高効率化を図れるとのことです。実験には、カルフォルニア州の海岸の海水(塩水)と、湖の淡水(真水)を使用しました。1箇所から沢山のエネルギーを生み出せませんが、1秒間に40立方メートルの真水が流れていれば、100MW(メガ・ワット)の電力を生み出すことができると試算しています。ナイアガラの滝は毎秒1800立方メートル流れていて、世界中を見渡せば、約2TWのエネルギーを生み出すことも可能だそうです。いっても、私たちのエネルギー需要からすると全く足りません。バイオマス発電、地熱発電など)の一つとして成功できると考えています。河口付近は海水と淡水が混ざり合っていて常にエントロピーが高いんだけど、これを位置エネルギーに置き換えると約200mになるそうです。すべての河口に200m級の滝があると思うと、結構大きなエネルギーが見えないところで存在していたんだと実感しました。