Nano Deal

バイオマス燃料が化石燃料ほど広く用いられないのは、水分が多くて熱量が乏しいからである。水はそれ自体燃焼しないので、燃焼炉の中ではエネルギー効率阻害要因である。水分を脱水すれば熱量が増えるが、脱水するためには当然熱エネルギーが必要である。しかし、植物には光合成により炭化水素を生成する機能があるだけでなく、淡水を保持する機能もある。炭化水素も淡水も共に貴重な資源である。分離していれば極めて有用であるにも関わらず、混在しているために互いの価値を相殺している。 バイオマス燃料から炭化水素と水分とをうまく分離する方法はないものだろうか。既にいろいろ工夫されているだろうから、素人考えで簡単に解決するとは思えないが、次のような仕組みを考えてみた。 まずバイオマス燃料を加熱して水分を蒸発させる。ここまでは通常のバイオマス燃料の燃焼過程である。次に、蒸発した水分を取り込み、加熱して蒸気タービンを回して発電する。脱水した燃料が得られるので、それをボイラーで燃やし、脱水されていないバイオマス燃料を脱水することと、水蒸気を加熱することとに用いる。 このようにすると蒸気タービンを回すための水と蒸気を発生させるための燃料とを同時に得ることができる。蒸気タービンを回した後の水を蒸留すると、植物から淡水を得ることができる。最終的には、バイオマス燃料から電力と淡水とが得られる。 上記においてすぐに気づく問題点は、水蒸気と煙とをどのように分離するかである。タービンを回すだけなら、通常のバイオ燃料燃焼炉と同様に水蒸気と煙とが混ざっても、単に熱効率が悪いだけで済むかもしれないが、最終的に蒸留水を取り出すことを目指すなら、最初から混ざらないようにしたい。一旦混ざったものを分離するにはエネルギーが必要だからである。 水分が蒸発しきるまでは炭化水素が燃焼することはないので、てんやの天ぷら揚げ器よろしく、ベルトコンベア式に脱水工程と燃焼行程を経るのがよいのではないだろうか。水分が蒸発しきってから燃料が発火するまでの温度差をうまく確保できれば何とかなりそうな気がする。 燃料としてボイラーで燃やす際には、その熱が脱水すべきバイオマス燃料に当たるようにする。そのため、バイオマス燃料を工程に応じて移動させる技術が必要になる。脱水させる場所が上にあり、その真下に燃焼炉があるようにする。水分を多く含むバイオマス燃料を脱水させ...

2009年6月に三菱自動車工業から電気自動車iMiEVが発表された。最高速度は時速130kmで、走行距離は160kmである。タウンユースなら1日中充電無しで走れる距離なので、夜間に家庭用の100ボルトまたは200ボルトの電源で充電すれば十分だろう。 しかし、長距離ドライブだと途中で充電が必要である。ノートパソコンを充電するのと同じようにスターバックスのコンセントを借りるわけにもいかないだろうし、そもそも100ボルトの家庭用電源だと充電するのに14時間かかる。そこで、専用の急速充電器による方法も用意されている。これだと30分間で満充電容量の80%まで充電できる。80%の充電なら128km走行できることになる。そこで高速道路のサービスエリアやファミリーレストランの駐車場に充電器を多数設置することを考えているようである。1時間半くらい運転すれば休憩したくなるだろうから、ついでに充電するということなのだろう。 しかし、電気そのものには貯蔵できないという弱点があるので、需要のピーク時に合わせて設備を設計しなければならない。例えば太陽光発電は晴天の昼間にしか機能しないという弱点があるが、車用のバッテリーに電力を貯蔵すればその弱点を解消できる。風力発電についても同様である。発電量の安定しているマイクロ水力発電だって渇水期には稼動できない。また、小規模の発電設備では需要の一部にしか対処できない。そこでバッテリーに貯蔵することで電力を濃縮するのである。バッテリーで電力を濃縮することができれば、小規模の発電設備でも活用できるので、発電可能な場所が増える。 車を運転する側にとっても、もともとバッテリーに充電するのが目的なら、発電できたときにバッテリーに充電しておいて、必要になったらバッテリーモジュールごと交換する方式の方が効率的である。それに駐車場の専用充電スタンドに多数の電気自動車を駐車させたら場所と時間を取るし、順番待ちによる渋滞だって発生しかねない。さらに、1時間半運転するごとに30分充電するとなると、ガソリン車に比べて3割余計に時間がかかる。これでは実用的ではない。特にトラックやバスのような商用車には通用しない。これに対してバッテリー交換なら5分もあればできるので、所要時間への影響は無視できる。充電時間が短いということは駐車時間が短いということでもあり、駐車場に要するスペースを節...