【海洋】深海における自律的長期電力供給の可能性〜JAMSTEC・理研、熱水-海水燃料電池に成功

2013年 9月 3日
独立行政法人海洋研究開発機構
独立行政法人理化学研究所

海底から噴出する熱水を利用した燃料電池型発電に成功
〜深海における自律的長期電力供給の可能性〜

1．概要
独立行政法人海洋研究開発機構（理事長　平　朝彦、以下「JAMSTEC」という。）海底資源研究プロジェクトの
山本正浩研究員と理化学研究所・環境資源科学研究センターの中村龍平チームリーダーらの共同グループは、
沖縄トラフに人工的に作られた深海底熱水噴出孔（人工熱水噴出孔*1）において
熱水と周辺海水の電気化学的な現場測定を行いました。
この結果に基づいて、熱水と海水を燃料にできる燃料電池（以下、熱水-海水燃料電池*2）を人工熱水噴出孔に設置して、
深海底での実発電に成功しました。
海底から噴き出す熱水には硫化水素のように電子を放出しやすい（還元的な）物質が多く含まれており、
一方で周辺の海水には酸素のように電子を受け取りやすい（酸化的な）物質が多く含まれています。
私たちはこの熱水と海水の間に電子の受け取りやすさの違い（酸化還元勾配）があることに注目し、
そこから電力を取り出す方法を試験しました。
具体的には、熱水噴出孔とその周辺海水にそれぞれ電極を設置するというシンプルな方法で燃料電池を構築し、
発電を行いました。
この方法は、燃料となる熱水と海水が無尽蔵に供給されることから、電力の長期に渡る安定供給に適しています。
これまで海底熱水活動域での発電については温度差や蒸気を利用したものが研究されていますが、
それらと比較して本手法は単純な装置で発電でき、また、腐蝕に強く長期に渡り使用可能であると考えられます。
今後は、長期的な試験を重ねてこのことを確かめる予定であり、
活発化する深海熱水活動域での研究や開発の現場において電力を供給するための重要な技術になると期待されます。
本研究結果は、9 月3 日（日本時間）付の
「ドイツ化学会誌インターナショナル版（Angewandte Chemie International Edition）」オンライン版に掲載されました。
また、本成果は現在特許出願中です。

タイトル：
Electricity generation and illumination via an environmental fuel cell in deep-sea hydrothermal vents
著者：
Masahiro Yamamoto1、Ryuhei Nakamura2、Kazumasa Oguri1、Shinsuke Kawagucci1、Katsuhiko Suzuki1、
Kazuhito Hashimoto3、Ken Takai1
1. Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC)、
2. RIKEN Center for Sustainable Resource Science、
3. Department of Applied Chemistry, The University of Tokyo Doi: 10.1002/anie.201302704

(以下、詳細はリンク元参照)

JAMSTEC
http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20130903/
http://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20130903/img/image003.jpg

Angewandte Chemie International Edition
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201302704/abstract

温泉地でやれば簡単だったのに

日本人のすごい所はここなんだ


朝鮮＆シナのパクリ共には出来ない事なのだ

装置の耐食消費期限３ヶ月とかじゃねえの

津波、竜巻から身を守るには海中だと思ってた！

どこかの国で海中ホテルつくってたよね。そこで実施試験を！

電気があれば酸素もOKだし、海底都市へまた一歩だな。

こういうニュースよく聞くけど、
実用化された試しがないｗ

海底で暮らすとき便利だね

>>4
深海調査用のステーションとかの用途なら十分じゃね

>>3
＞それらと比較して本手法は単純な装置で発電でき、また、腐蝕に強く長期に渡り使用可能であると考えられます。
記事をよもうぜw

アンカミス、スマン>>4へのレスだった

>>11
硫化水素に耐食性のある電極材はないのでは
金属ならタンタルが高耐食だが電極には不向き

>>12
試験の結果長期もつというレポートを疑う根拠は？
硫化水素の濃度や温度にもよるだろうが、通電している間は電極への腐食はおこらないのではないだろうか。

>>2
日本では温泉街の反対で出来ない。地熱発電と同じ

人が来ない温泉街なんて別にいいと思うけどな

>>4
だよな・・(´･ω･`)

>>4
3ヶ月以内に食べれば良いんじゃない？

>>4
三ヶ月間、充電も交換も不要の電池なら立派なもんじゃないかと

要はチムニーにCCDカメラ置きっぱなしにできるって話だろ？
わくわくするな。

×長期に渡る
○長期にわたる
○長期に亘る

お粗末研究者

こんなものを設置したらエビの逆襲により破壊されるな。

人工熱水噴出孔って、自然に出てるんじゃなくて無理やり出してるんか、
しかも硫化水素をふくみ高熱なんだろ、生態系に影響しないの？

原子力使わなくても長期潜行出来る潜水艦が出来るな

>>20
国語辞典的にはどちらでもOK（ソースは大辞林）
というか、和文論文誌ならむしろなるべく平易な「渡る」やひらがなのまま「わたる」を好むところもある。

>>23
熱水ジプシー潜水艦か

宇宙開発するより海底開発のほうがよいのではないのか

オナニーとカツ丼、どっちがいいかと言われてもな

>>27
カツどんのほうがオナホつきだよ

>>20
>>24
それも違う。
「亘」は常用漢字に入っていないから、公文書と準ずるものには通常使わない。

潜水艦のバッテリー補充用に使えるわな
熱水噴出孔に近づいて発電すればいいわけで

日常では使えんわ

のちのヒカリムシである

使い道あるのかねこれ
深海に充電スポットができたとしてもあまり意味がないような
発電量を原発クラスにできるというなら別だけどどうせ発電量は微々たるもんだろ

>>14
別府温泉の「湯けむり発電」もあり、反対しているところだけではない。

安倍首相、大分県別府市の温泉発電を視察、規制緩和に意欲
(5/18 共同通信)
http://radiation7.blog.fc2.com/blog-entry-2128.html

>>32
海底に住んで日本の領土だと主張する

気分的に胸苦しい。青空の下で明るく暮らしたいようー。

現地で電源の安定供給ができるとなると、
長期観測が必要な研究が飛躍的に進むかと期待しちゃうー

しかし噴出口が人口って試験段階だから?
それとも何も無い場所でも人口噴出口で出来ちゃうよってこと?


ところで>>3みたいのは
24時間365日シナチョンのことが頭から離れない病気なのか?
まったく関係ないどんなスレでもレス番が一桁のうちに現れて水をさしたり、
あれが生き甲斐なんだろか、

そしてさらに研究して、火山活動を活性させて島をつくって日本の領土だと主張する

チムニーってなんかの拍子に熱水の噴出が途切れて終わることがあるから
無理やり熱水層にパイプぶっ刺した方が安定するんじゃないか

メンテをどうするかだなあ
比較的小電力で限定的な利用として悪くないかも

>>38
ぶっさすのに特殊な専用工具が必要になるので
単純に置いておけばいいほうがはるかに楽

>>23
＞ 原子力使わなくても長期潜行出来る潜水艦が出来るな


例えば海水からじかに酸素を作れる装置を潜水艦に積んだとしても
それは酸素であって大気では無いので人間が乗艦する限りは潜水艦の海上への浮上は必要なのだよ

で、何ワット発電できたんや？

1.21GW

尖閣の電源にならんかな

>>32
原発クラスの発電量ってそんなに要らんだろ
これ、研究に必要な電力を賄うだけてのためだよ？

>>43
マジでそんなに発電できんの？
硫化水素がありゃいいなら、
硫黄系の温泉でもできるでしょ？

ところで、この発電って生物のNADH系と似てる気がする

>>40
ttp://www.jamstec.go.jp/j/about/press_release/20130903/img/image002.jpg
人工熱水噴出孔：海底掘削によって海底下の熱水溜まりまで掘り抜くことで、人工的に作られた熱水噴出孔。
人工熱水噴出孔は、噴き出す熱水が天然熱水と同じ成分を持ち、無人探査機による接近が容易で、決まった位置から安定的な熱水噴出が見込めるといった長所を持つので、海底熱水を長期的に利用するのに都合が良い。

だそう

>>46
それは資源開発部門の話だな
まあそっちでも使えるのか

科学板なので生物の観測を想定していた

熱電のほうが信頼性高そう

海底付近に自給自足可能な基地を創りますか…
深海研究と深海観光。

温度差があるなら熱電池やスターリングエンジンも活躍できそうだけど…

http://www.2nn.jp/newsplus/1330439214/
神戸大学院の教授は原発1000基分の海洋エネルギーを見つけてるというのに・・・

>>20
最近「発砲樹脂」なる記述のある文献を見た。
あんまり揚げ足取ってやるな。

ジュール・ヴェルヌのノーチラス号みたいだぬ。

原子力電池を搭載できればいいんだが・・・

>>32
メタンハイドレート掘削ロボットの電源

>>54
ボイジャーシリーズが積んですでにはるかかなたに飛んでってるよ

>>51
こんなん、本当に出来るの？？

SOSUSが捗るな

金属の棒置くだけでいいの？
簡単じゃんｗ

>>57
２ｃｈでは予算獲得のための詐欺的手法という意見が大勢を占めてたよ

>>60
衛星電話のイリジウムみたいなモンだからな。
取り敢えず立ち上げれば、金は後から付いてくる。
出来なくても独創的な企画立案が大事。

>>57
自分で図を見て考えなさいｗ
http://livedoor.blogimg.jp/uranaibomb/imgs/0/8/088596d9.jpg

>>55
その掘削ロボットには素直にメタンを使った燃料電池使えばよくね？

どうせメンテで３ヶ月おきに潜らなきゃいけなくなる

>>64
科学の進歩と共に事業規模はデカくなる。
今は無理でも将来を見据えた研究開発は大事だからな。
軌道エレベーターや核融合みたいな物だろ。

自給自足海底基地 竜宮城 への第一歩