無尽蔵の太陽エネルギーは、光を用いて太陽光発電ができるほか、集光して熱を利用することもできます。私は、太陽光を集めた高温の太陽集光熱を水素エネルギーに転換する研究のほか、地球温暖化ガスである二酸化炭素を分解して、液体燃料の原料として再び利用する研究を行っています。また、高温の太陽集光熱を貯蔵することで24時間運転が実現した太陽熱発電の高効率化を目指して、物質の状態変化や化学反応を利用した高温蓄熱技術の開発を行っています。
国が推進している水素インフラに水素供給も
最近究極のエコエネルギーと話題の水素の製造のほとんどは、化石燃料からエネルギー転換して水素を得ており、化石燃料が不可欠です。日本のように資源輸入国では、化石燃料の枯渇や価格高騰は産業に大きな負荷をもたらします。
これに対し、私は、無限のエネルギーである太陽エネルギーに、熱化学サイクル（吸熱化学反応）という二酸化炭素を出さない方法を用い、水から水素エネルギーを製造します。また、この方法は二酸化炭素も分解できることから、二酸化炭素と水からメタノールやジェット燃料などの液体燃料を製造することもできます。また、太陽集光熱の高温蓄熱技術は、電力需要と供給が一致しない時間差を埋めてくれるほかに、電気と熱の利用が実現できます。
太陽熱利用による水素と液体燃料製造が実用化すれば、国が現在推進している水素インフラに対して水素供給ができます。水素を使用した自動車の燃料として、また二酸化炭素を再資源化して発電用や自動車・航空機用液体燃料としてなど、日本のエネルギー利用を変革する可能性を持っています。
私の研究室に配属された学生は５つの研究班（水分解班、CO2分解班、化学蓄熱班、潜熱蓄熱班、ガス化班）のいずれかに所属し、大学院生がリーダーとなって、研究を進めています。写真は、得られた実験データを学部４年生と大学院生で議論しながら、データ解析を行っているところ
一般的な傾向は？
- ●主な業種→石油やガス関連会社、エネルギー・環境プラント関連会社、電力会社など
- ●主な職種→開発職・研究職
分野はどう活かされる？
エネルギー学分野に直結する石油やガス関連会社で、エネルギープラントの維持管理から研究開発・新規事業にわたる幅広い業務を担当できる人材として社会で活躍しています。
石油、石炭や天然ガスといった化石燃料の次のエネルギー源として、水素エネルギーが注目されています。エネルギー学は地球規模の化石燃料の有効利用・環境対策技術から将来の水素・蓄エネルギー・省エネルギーまで広範囲をカバーする総合的な工学技術です。理工系に留まらない多様なバックグラウンドを持った国際色豊かな研究者が集って研究する文理融合型の学問分野です。常に幅広く様々な可能性を探り、複数の選択肢を持つことが大事であり、意欲的に自ら学ぶ学生諸君の参入を歓迎します。
新潟大学は教育面を最も重視し、学生が自らの専門を深く極めるばかりでなく、広い視野を持ち、物事を総合的に判断する力を身につけること、および実践と体験を通したきめ細かい教育を行うことによって、学生一人一人の個性を伸ばすことを目指しています。さらに、教養教育と専門教育を融合させた教育プログラムを提供し、特定の課題・分野の学習成果を認証したり、異なる学部の学生と教職員で構成されるグループが地域住民とのふれあいを通じて人間的成長を目指すなど、本学の理念である「自立と創生」に基づく学生育成を実践しています。
研究室での実験の様子。太陽光を模擬した太陽集光シミュレーターで得られた高温熱を熱源として、熱化学サイクル（水熱分解反応）により水素製造している実験を行っています。
興味がわいたら～先生おすすめ本
太陽熱発電・燃料化技術 太陽熱から電力・燃料をつくる
日本エネルギー学会：編
太陽エネルギーによる発電と聞くと、太陽電池を思い浮かべる方が多いと思われる。太陽電池は太陽光を電気に変換するため、電力の大規模な貯蔵はコストが高く、また夜間には発電できないなどの欠点を持つ。しかし、本書で解説している太陽熱による発電・水素燃料製造は、現在欧米で実用化している大型太陽集光システムを利用した技術であり、電力貯蔵と比べて安価な蓄熱システムを利用できる点で、優れている。太陽日射の豊富なサンベルトとよばれる欧米諸国では、太陽熱発電による24時間送電が実用化しており、水素燃料転換は次世代の燃料製造技術として注目されている。日本だけでなく諸国の太陽エネルギー発電について最新の情報を解説する。 （吉田一雄、児玉竜也、郷右近展之：著／コロナ社）
