The Magnesium Civilization » 燃料利用

米国ARPA-Eがマグネシウムイオン電池ベンチャーに投資

staff — Fri, 07 May 2010 04:18:28 +0000

Greentech Mediaによれば、米国エネルギー省の団体”ARPA-E”は、1億600万ドルを新エネルギーベンチャーに投資すると発表したとのこと。

The Department of Energy announced $106M today in funding for 37 experimental projects that could radically change the ways that we think of “alternative energy.”

この中には、安価なマグネシウムイオン二次電池を開発している、Pellion Technologies, Inc.が含まれています。

Pellion Technologies, Inc. – $3.2M – the project will develop an inexpensive, rechargeable magnesium-ion battery for electric and hybrid-electric vehicle applications. Computational methods and accelerated chemical synthesis will be used to develop new materials and chemistries.

株式会社TSCとSAITECがマグネシウム電池を開発

staff — Fri, 26 Mar 2010 06:36:06 +0000

WIRED VISIONの「次世代電池レースで脚光を浴び始めた「マグネシウム電池」」では、株式会社TSCとSAITECが開発しているマグネシウム電池を紹介しています。

次世代電池レースで脚光を浴び始めた「マグネシウム電池」 | WIRED VISION

開発されているのは、一次電池である「マグネシウム空気電池」と「マグネシウム水電池」、それに二次電池の「マグネシウム金属電池」です。

SAITECがマグネシウムイオン二次電池の正極材料を開発

staff — Tue, 19 Jan 2010 10:41:58 +0000

NEDO（独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構）の発表（2009年11月24日付け）によれば、埼玉県産業技術総合センター（SAITEC）はマグネシウムイオン二次電池の正極材料を開発したとのこと。
以下、プレスリリースからの引用です。

このたび、SAITECは資源が豊富であり海水からも精製可能な、マグネシウムを用いた全く新規な二次電池の正極材料を開発しました。ポストリチウムイオン電池の候補として挙げられていたマグネシウム電池において、これまではアイデアレベルでしかなかったところ、このたび世界で初めて安定した充放電を可能にしました。この成果により、電気自動車の低コスト化へ向けた新たな研究開発の指針が得られた事になります。

今回SAITECでカーボンフェルト電極とマイクロ波加熱を組み合わせた独自の合成方法によってイオウを添加した金属酸化物正極材料を開発し、安定して充放電が行えることに成功しました。　さらに、電気容量もリチウムイオン電池用コバルト酸リチウムと比較して同等と見込めることから、今後のマグネシウムイオン電池の実現へ向けて大きく前進しました。

金属マグネシウムの安全性と保存性

staff — Tue, 12 Jan 2010 08:30:00 +0000

質問：
金属マグネシウムは水や酸素と反応しやすいという性質がありますが、燃料として使う場合に、危険はないのでしょうか？
また、金属マグネシウムが酸化しやすいということは、燃料として長期間貯蔵できるのでしょうか？

回答：
既存の燃料であるガソリン、石炭もすべて燃えるという意味では危険です。そうでないと燃料とはなりません。
金属マグネシウムは熱伝導が非常によいため、どこかを加熱しても温度がなかなか上がりません。そのため、塊のマグネシウムに点火するのはまず不可能です。そこで、点火するには、マグネシウムをリボン状にして熱が伝わらないように工夫する必要があります。この意味では、マグネシウムはガソリンのように揮発して引火するものよりは安全です。

一方の保存性についてですが、確かに金属マグネシウムの表面、数マイクロメートルはすぐ酸化します。しかしそれ以上は酸化が進みません。
したがって、空気中に放置しておいても燃料として使用するには問題ありません。私たちは、10年間空気中に放置してあったマグネシウムであっても、燃料として問題なく使えることを確かめました。
（矢部孝）

マグネシウム燃焼エンジンの実験

staff — Thu, 24 Dec 2009 00:36:06 +0000

「マグネシウムは火力発電所の燃料として使える」では、マグネシウムと水を反応させ、生じた熱で水素を燃やせることを紹介しました。発生する高温高圧の水蒸気によって、タービンを回して動力を取り出すことが可能です。
下の動画は、2006年に東京工業大学で行われたマグネシウム燃焼エンジンの実験風景を撮影したものです。
2mm程度の小さな粒にしたマグネシウムを水と混ぜると、泥のような燃料になり、連続的に投入して燃焼させることができます。

マグネシウムは火力発電所の燃料として使える

staff — Sun, 13 Dec 2009 13:19:58 +0000

マグネシウム（から発生する水素）を直接燃焼させることもできます。マグネシウムと水との反応では、熱も発生します。この熱をうまく使えば、反応で発生した水素を燃やすことが出来、高温高圧の水蒸気が発生します。タービンを回して動力を取り出したり、充電に利用できるわけです。
この場合、マグネシウム1kg当たりの発熱量は水素燃焼分を含めると25MJ（メガジュール）。これに対して石炭は30MJとマグネシウムより少し高いのですが、石炭は一度燃やしたらそれで終わりです。燃えがらの処分にも手間が掛かり、燃焼によって膨大な二酸化炭素が排出されます。
一方、マグネシウムが燃えて（酸素と反応して）できた酸化マグネシウムはリサイクルしてマグネシウムに戻せます。燃焼でできるのは酸化マグネシウムと水（水素の燃焼による）だけで、二酸化炭素は排出しません。現在稼働している石炭火力発電所で石炭の代わりにマグネシウムを燃やす時代が来るかもしれません。

マグネシウム燃料電池

staff — Sun, 13 Dec 2009 10:22:29 +0000

eVionyxが開発した亜鉛燃料電池車

マグネシウムは燃料電池の燃料にもなりえます。
現在、亜鉛やアルミニウム、鉄、そしてリチウムなどの金属空気電池が開発されています。金属空気電池とは、金属と空気中の酸素の酸化作用を利用した電池です。通常の電池は、負極と正極それぞれに活物質が必要とされますが、金属空気電池の正極活物質は空気です。そして、負極活物質の金属を燃料として入れ換えられるようにすれば、金属空気電池が燃料電池になるわけです。
普通車の水素燃料電池車が500km走るためには水素6kgが必要とされますが、同じことをマグネシウム燃料電池車で実現するには70kgのマグネシウムがあればよいことになります。実用化の暁には、マグネシウムの燃料パックをカセットのように燃料電池の発電機構に装填する方式になると考えられます。今の自動車がスタンドで給油する感覚で、燃料パックを交換するわけです。
2003年、金属燃料電池の研究ベンチャー、米eVionyx社（ニューヨーク州、ホーソン）は普通乗用車を改造した実験車を開発し、亜鉛燃料電池で600kmの連続走行に成功しています。また、燃料パックを100回以上交換して走らせても問題がないことを実証しました。
この実験データを元にした亜鉛燃料電池の効率は、1kg当たり500W時。仮にマグネシウムに当てはめると、1kg当たり1500W時と、リチウムイオン電池（定常的には200W時）をはるかにしのぐ効率を期待できます。

マグネシウムは燃料である

staff — Sun, 13 Dec 2009 09:14:01 +0000

マグネシウムは軽くて強い金属です。密度は鉄の1/4、アルミニウムの2/3で、高い熱伝導性を備えています。
マグネシウムにはもう1つ大きな特長があります。それは反応性が非常に高いこと。火を付ければ激しく燃えるのです。激しく燃えるという点ではマグネシウムは水素に引けを取りません。
同一容量の重量比較では、マグネシウムは水素より重くなります。しかし、水素は丈夫なタンクが必要で、何らかの事故があればタンクから漏れる不安があります。
一方、固体のマグネシウムは650℃以下では発火しませんから、常温で保存でき、10年以上の貯蔵が可能です。だから、必要なだけ倉庫に積み上げておくことができます。
水素はそうはいきません。貯蔵量に見合ったタンクが必要です。仮に100万kWクラスの発電所が1日に生み出すエネルギーを1気圧の水素で蓄えたとしたら、1km×1km×10mの巨大なタンクが必要ですが、マグネシウムなら15m×15m×10mで収まります。