湧水に浸すと発電できる「湧水温度差発電」

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今後の予定

今回の技術で重要となる湧水の元である地下水の存在については、先に記したTNFDやネイチャーポジティブのみならず、2014年に施行された水循環基本法において、国や地方公共団体に対し、健全な水循環の維持を目的とした地下水管理のための情報収集や解析、分析などの努力義務が課せられています。行政では地下水の保全や管理に対する予算や人員の確保が長年の課題とされてきましたが、本システムを進化させ、水位や水質など他の項目も含めた電池レスの遠隔モニタリングシステムを確立することができれば、課題であった人的および財政的負担を軽減させることが可能となります。また、住民へのアンケートを踏まえた微小電力の活用方法に関する分析や、景観へ配慮した発電装置のデザインに関する基礎的研究も一体的に進めることで、地域資源としての湧水の価値を高めていきたいと考えています。

論文情報

掲載誌：Energy Conversion and Management

論文タイトル：Harvesting thermal energy from spring water using a flexible thermoelectric generator

著者：Yasutaka Amagai†, Aya Ichinose†, Reo Ikawa, Moeno Sakamoto, Takumi Ogiya, Momoe Konishi, Kenjiro Okawa, Norihiko Sakamoto, and Nobu-Hisa Kaneko

†両著者はこの研究の共同筆頭著者

DOI：doi.org/10.1016/j.enconman.2024.118605

用語解説

湧水

厳密な定義があるわけではありませんが、地下水が自然に地上に湧き出してくる現象が湧出であり、その水を一般に湧水と呼びます。

熱電発電

電子は電気だけでなく熱を運ぶこともできます。導体の両端に電位差があると電流が流れるように、導体の両端に温度差があると、内部の電子が移動して、電流が流れます。この固体中の熱と電気の相互作用を熱電効果といい、熱電効果を利用した発電技術を熱電発電と呼んでいます。私たちの身の回りにある乾電池などは、内部の化学反応によって電気を起こし、その電気エネルギーを取り出します。それに対して、熱電発電は、化学反応を起こさずに、熱のエネルギーを電気エネルギーへ変換することができる、新しいタイプの電池と言えます。