持続可能エネルギー
持続可能エネルギー、遺伝子組み換え作物と農業、淡水化、用水テクノロジー、二酸化炭素除去とジオ・エンジニアリング、気候変動による経済・社会への影響と適応について。
- バイオエタノールの電解効率100%燃焼に成功=京大など
京都大学と大阪大学の共同研究チームは、酢酸菌由来のアルコール脱水素酵素およびアルデヒド脱水素酵素を用いた、高出力かつ高効率な生物電気化学カスケード反応を実現。穀物や木材などの生物資源を発酵させて製造したバイオエタノールを電解効率100%で燃焼させることに成功した。電解効率は、電気化学反応によって生じる電気量を基準として、反応生成物の物質量を電気量に換算したときの割合で、値が100%に近いほど副反応が少ないことを意味する。
- NEDO、廃材からレアアースを分離精製する技術開発に投資
新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は、「部素材からのレアアース分離精製技術開発」で、切削くずや使用済み部品などの廃材からレアアース(希土類元素)を分離精製する技術を開発する研究テーマ2件を採択した。事業期間は2023年度から2027年度の5年間を予定しており、事業規模は5年間総額で17億6000万円となる予定。電気自動車や風力発電機などで使用するネオジム磁石に必要なジスプロシウムやテルビウムを回収する技術を確立して、国内での資源供給の安定化と、供給リスク解消を目指す。
- 貴金属・希少金属を使わないCO2変換光触媒=東工大など
東京工業大学と関西学院大学などの共同研究チームは、貴金属・希少金属や毒性元素を使用しない、新しい二酸化炭素(CO2)変換固体光触媒を開発。可視光を駆動力として、過去最高レベルの性能でCO2をギ酸に変換することに成功した。
- These deep-sea “potatoes” could be the future of mining for renewable energy
再エネ特需で熱視線、海底に眠る宝の山は誰のもの? - ハワイからメキシコにかけて広がる海域の海底には、レアアースや銅を含有する多金属団塊が転がっている。この塊を採掘して材料を抽出して売り出そうとする企業が現れ始めたが、生態系を壊すなどの悪影響を懸念する声もある。
- These deep-sea “potatoes” could be the future of mining for renewable energy
- Here’s what a lab-grown burger tastes like
研究室育ちの人工「和牛」肉バーガーを試食してみた - 気候変動問題が深刻さを増す中で、生産過程で二酸化炭素を大量に排出する牛肉の代わりになる「代替肉」に対する関心が高まっている。研究室で培養したという和牛で作ったハンバーガーを試食してみた。
- Here’s what a lab-grown burger tastes like
- 繰り返し充放電可能な全固体空気二次電池=山梨大と早大
山梨大学と早稲田大学の研究グループは、繰り返し充放電できる「全固体空気二次電池」を開発した。空気電池は、カソード(正極)活物質である空気中の酸素と、アノード(負極)活物質である金属、イオン伝導性の電解質で構成する電池で、二次電池に比べて理論エネルギー密度が著しく高いことから注目されている。ただ、液体電解質を使うことが多く、液体の漏れや蒸発、発火など、安全性に課題があった。
- How 5-minute battery swaps could get more EVs on the road
EV満タンわずか5分、バッテリー交換ステーションは普及するか - 電気自動車(EV)向けのバッテリー交換ステーションを構築する企業「アンプル(Ample)」は、新型のバッテリー交換システムを発表した。ガソリン補給の手軽さと速さに匹敵するとアピールする。
- How 5-minute battery swaps could get more EVs on the road
- カルシウム蓄電池の長期繰り返し充放電に成功=東北大など
東北大学とトヨタ北米先端研究所の共同研究チームは、希少な元素を含まない高エネルギー密度蓄電池であるカルシウム蓄電池を試作し、実用化の指標となる500回以上の繰り返し充放電に成功。さらに、室温における5分の充電時間でも1時間充電の際の50%の容量が得られ、高速充電に対応可能であることも実証した。
- 日射遮蔽膜で世界最高性能、近赤外光カットで省エネ=名大
名古屋大学の研究チームは、高い近赤外反射性能をもつ新しい透明導電体ナノシート(Cs2.7W11O35-d)を発見。同ナノシートをガラス上にコートすることで、世界最高性能の近赤外反射率53%と遮熱効果を示す日射遮蔽膜(太陽熱カットフィルム)の開発に成功した。可視光を取り込みつつ、太陽光中の熱源となる近赤外光を効率的にカットできるため、建築物、自動車の冷房負荷削減、空調の省エネ化に寄与するものと期待される。
- NEDO、船舶用エンジンでアンモニア混焼試験
国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)は、実船に搭載予定の船舶用4ストロークエンジン実機を使って、アンモニア燃料を80%混焼させる試験を開始した。エンジンの開発はIHI原動機が担当している。
- Restoring an ancient lake from the rubble of an unfinished airport in Mexico City
都市遺構になった
メキシコ新空港が示す
新しい「再生」像 - 新空港の建設を途中で打ち切り、10億ドルをかけて広大な公園都市にするというメキシコの計画は、都市設計の新しいパラダイムを反映している。生態系を元に戻すのではなく、空港の遺構を再利用した未来の都市における生態系の構築を目指している。
- Restoring an ancient lake from the rubble of an unfinished airport in Mexico City
- Why your iPhone 17 might come with a recycled battery
リサイクル電池材料、iPhoneには使えてEVには使えない理由 - アップルは、2025年から自社製品に搭載する電池に再生コバルトを100%使用すると発表した。電気自動車も同じリチウムイオン電池を使用しているが、自動車メーカーが今すぐにアップルに追随することは不可能だ。その理由を解説する。
- Why your iPhone 17 might come with a recycled battery
- This startup says its first fusion plant is five years away. Experts doubt it.
マイクロソフトが購入契約、
夢の「商用核融合炉」
5年後に稼働するか - オープンAIのサム・アルトマンCEOらが出資する核融合発電のスタートアップ「ヘリオン・エナジー」は、発電所の2028年の稼働開始を見込んでおり、第1号顧客としてマイクロソフトへの電力供給契約をすでに取り付けた。
- This startup says its first fusion plant is five years away. Experts doubt it.
- Inside the conference where researchers are solving the clean-energy puzzle
ARPA-Eサミットで見た、ハイリスク・ハイリターンな気候技術3つ - 米エネルギー高等研究計画局(ARPA-E)がこの春開催した「ARPA-Eエネルギー・イノベーション・サミット」の展示の中から、気候担当記者が注目した3つのプロジェクトを紹介しよう。
- Inside the conference where researchers are solving the clean-energy puzzle
- マグネシウム金属電池を乾燥した空気中で作る新技術=NIMS
物質・材料研究機構(NIMS)の研究チームは、乾燥した空気中でのマグネシウム金属負極の電気化学的活性の喪失(不活性化)の原因を明らかにし、不活性化を抑制する人工保護被膜を開発した。この技術を実用化すれば、既存のリチウムイオン電池の生産ラインを、マグネシウム金属電池生産用に転換して利用できるようになるという。
- 世界最高性能の誘電体蓄電器を開発、全固体電池へ前進=名大など
名古屋大学と物質・材料研究機構(NIMS)の共同研究チームは、分子レベルの厚さ(1.5~3ナノメートル、1ナノメートルは100万分の1ミリメートル)で高い誘電率と高い絶縁性を兼ね備えたナノシートを開発。ナノシートの積層素子で、現行の誘電体キャパシタ(蓄電器)の性能限界を突破する世界最高のエネルギー密度を実現した。
- How chemists could give new life to old wind turbine blades
使用済み風力タービンの羽根がゴミの山に? 再生可能にする新手法 - 風力タービンのブレードは極めて堅牢であるため、寿命を迎えたとき、どう処分するかが問題となっている。新しいケミカル・リサイクル手法により、埋め立てられる運命の材料が再利用可能になるかもしれない。
- How chemists could give new life to old wind turbine blades
- This abundant material could unlock cheaper batteries for EVs
中国企業が続々発表、ナトリウムイオンはEV電池の主流になるか? - ナトリウムイオン電池を搭載した電気自動車(EV)が、中国で相次いで発表された。材料が豊富にあり安価なナトリウムイオン電池は、材料価格が高騰し、入手が困難になりつつあるリチウムイオン電池の代替品になり得るのだろうか。
- This abundant material could unlock cheaper batteries for EVs
- Everything you need to know about the wild world of heat pumps
欧米の冷暖房事情に異変、ヒートポンプの時代がやってきた - ヒートポンプは、気候変動への対処と消費者のコスト削減に役立つ可能性がある。その仕組み、テクノロジー、将来性を概観してみよう。
- Everything you need to know about the wild world of heat pumps
- 機械学習で気候予測データを詳細化する手法を開発=豊田中研など
豊田中央研究所と国立環境研究所の共同研究チームは、機械学習を用いて、気温や降水量などの気候予測情報を詳細化するダウンスケーリング手法を開発。地球規模の解像度の粗い予測情報から、50倍の解像度をもつ詳細情報を得ることを可能にした。
- These aircraft could change how we fly
「空飛ぶクルマ」はいつ離陸できるか? - 「空飛ぶクルマ」とも呼ばれるeVTOL(電動垂直離着陸機)の商用運航開始に向けて、複数のスタートアップがテスト飛行を繰り返している。 だが、商用化への課題は決して少なくない。
- These aircraft could change how we fly
- The runway for futuristic electric planes is still a long one
電動航空機にはまだ滑走路が必要、eVTOL企業が計画見直し - 「空飛ぶクルマ」と呼ばれることもあるeVTOL(電動垂直離着陸機)が注目されている。だが、規制や技術的な障壁により、従来型の飛行機を電動化した機体が先に空を飛ぶことになりそうだ。
- The runway for futuristic electric planes is still a long one
- 電圧を大幅に高めたレアメタルフリー空気電池を開発=東北大など
東北大学と東北大学発ベンチャーであるアジュールエナジーの共同研究チームは、独自に開発したセルを用いることにより、開放電圧が2ボルト(V)以上で高い出力を有する亜鉛空気電池を実現できることを見い出した。電気自動車やドローンに金属空気電池を適用する際のボトルネックとなっていた電圧と出力の問題を解決する可能性のある研究成果として期待される。
- 低温・低圧でもアンモニア合成を促進する水素化物を開発=東工大
東京工業大学の研究チームは、大気に対する安定性と高い触媒活性を両立させた、アンモニア合成を促進する新しい水素化物を開発した。この新材料をコバルト触媒と組み合わせることで、ルテニウムなどの貴金属触媒を使わなくても、環境負荷を低く抑えられる低温環境下での高いアンモニア合成活性を達成できるという。
- These companies want to go beyond batteries to store energy
蓄電池だけじゃない、送電網向けエネルギー貯蔵の選択肢 - 再生可能エネルギーの占める割合が増えるにつれ、送電網向けエネルギー貯蔵の必要性が高まっている。最近になって、さまざまなエネルギー貯蔵のアプローチが企業から提案されている。
- These companies want to go beyond batteries to store energy
- 好熱菌を活用した堆肥-土壌-植物モデルを構築=理研など
理化学研究所や千葉大学などの共同研究チームは、堆肥-土壌-植物の相互作用モデルを構築することに成功した。「好熱菌(0℃以上で増殖する細菌群の総称)」を活用した脱化学肥料・脱化学農薬農法の可能性を示すことで、持続可能な農業の推進に貢献することが期待される。
- EVs just got a big boost. We’re going to need a lot more chargers.
米政府が新基準発表でEV販売を後押し、課題は充電設備の拡充 - 米政府は、電気自動車が新車販売気の半分を占めるという当初の目標を達成するために、新車の二酸化炭素排出量についての基準案を発表した。しかし、その目標を達成するには、新たな充電設備が大量に必要だ。
- EVs just got a big boost. We’re going to need a lot more chargers.
- 東工大、100℃の低温でアンモニアを合成する鉄触媒を開発
東京工業大学の研究チームは、100℃の低温で水素と窒素からアンモニアを合成する鉄触媒の開発に初めて成功。赤サビを原料とする安価な同触媒による低温アンモニア製造で、エネルギー消費とコストを40~60%削減できることを示した。
- リチウム金属負極の寿命を延ばす高強度ゲル電解質を開発=NIMS
物質・材料研究機構(NIMS)の研究チームは、非常に高い力学強度をもつ高分子ゲル電解質を創製し、リチウム金属負極(アノード)の保護被膜に適用することで、リチウム金属電池のサイクル性能を大幅に向上させることに成功した。リチウム金属負極を用いた次世代リチウム二次電池の実用化に貢献できる技術として今後が期待される。
- The 11th Breakthrough Technology of 2023 takes flight
「航空機のネスプレッソ目指す」新型水素航空機、次の展開は? - MITテクノロジーレビュー(米国版)の読者投票で、2023年の11番目の重大技術に選ばれたのが、「水素航空機」だ。航空機向けの「ネスプレッソ・コーヒー・カプセル」を作りたいと語るスタートアップ、ユニバーサル・ハイドロゲンの取り組みを紹介しよう。
- The 11th Breakthrough Technology of 2023 takes flight
- These companies want to tackle food waste with microbes
生ゴミを微生物の力でお金に変えるバイオメタン企業 - 食料品店などで毎日大量に発生する食品廃棄物を回収する米国企業が10億ドルの資金を調達した。微生物を利用してバイオメタン(再生可能天然ガス)を生産する取り組みを全米に展開する計画だ。
- These companies want to tackle food waste with microbes
- The hottest new climate technology is bricks
最先端は「レンガ」、熱貯蔵は脱炭素の切り札になるか? - 化石燃料を使って製造プロセスで使う熱を生成する重工業は、温室効果ガスを大量に排出している。クリーン電力で生成した熱を貯蔵して使うことで、化石燃料の使用を減らす試みが始まっている。
- The hottest new climate technology is bricks
- NEDOが「洋上風況観測ガイドブック」を公開、風力発電拡大を支援
NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)は、国内初となる「洋上風況観測ガイドブック」をウェブで公開した。青森県むつ小川原港などでの実観測を基に、国内外の最新の知見も参考としながら、洋上風力発電所の事業計画および風車設計に必要な風況観測の実務者向けに具体的な観測方法を説明するガイドブック。洋上風力発電の導入拡大を目指す。
- 筑波大など、メタンをメタノールに効率よく変換する触媒を開発
筑波大学と九州大学の共同研究チームは、メタンを酸化してメタノールを得るための触媒として、新しい鉄錯体を開発した。この錯体には、メタンを内部に捕捉することで効率よくメタンを酸化するだけでなく、生成したメタノールの過剰酸化を防ぐ機能がある。研究チームは同触媒を用いて、水溶液中でのメタンからメタノールへの直接変換に成功した。
- When hydrogen will help climate change—and when it won’t.
「ゴールド」にも期待の水素、気候変動対策にいつ役立つのか? - 水素は気候変動対策のヒーローとして取り上げられることが多い。だが、製造方法によっては温室効果ガスが発生するため、すべてがクリーンなわけではない。
- When hydrogen will help climate change—and when it won’t.
- How did China come to dominate the world of electric cars?
解説:躍進の影にテスラあり、中国がEV大国になった背景とは? - 中国はいまや、電気自動車(EV)の製造台数と購入台数のいずれにおいても世界的に群を抜いている。多額の政府補助金からバッテリー技術まで、中国がいかにしてEV業界のリーダーになったかを理解するためのキーポイントを解説する。
- How did China come to dominate the world of electric cars?
- The UN just handed out an urgent climate to-do list. Here's what it says.
気候変動の解決策「すでにある」、国連報告書が示す4つの具体的方法 - 国連のIPCCが新たに公開した報告書は、気候目標達成のためのテクノロジーやノウハウはすでに存在すると指摘している。報告書を基に、低コストかつ効果が見込める方法の一部を紹介しよう。
- The UN just handed out an urgent climate to-do list. Here's what it says.
- A stealth effort to bury wood for carbon removal has just raised millions
間伐材埋めて「CO2封じ込め」 ビル・ゲイツ投資の気候ベンチャー - ビル・ゲイツの気候ファンドなどが出資するスタートアップ「コダマ・システムズ(Kodama Systems)」は、間伐材を地中に埋蔵することで、温室効果ガスの放出量を減らす取り組みを進めている。
- A stealth effort to bury wood for carbon removal has just raised millions
- Huge EVs are far from perfect, but they could still help fight climate change.
「ガソリン車よりも環境に悪い」大型EVをメーカーが売り込む理由 - 米国人はとにかく大型自動車が好きだ。ピックアップ・トラックやジープ、SUVなど、必要以上に大きな自動車を欲しがる。電気自動車への移行を進めている自動車メーカーは、人気のある車種から電動化している。
- Huge EVs are far from perfect, but they could still help fight climate change.
- 雨後のキノコの電気的な会話を測定、野外で初=東北大など
東北大学、長岡工業高等専門学校、京都大学の共同研究チームは、地上に生えているキノコに電極を設置し、野外での電位変化の測定に初めて成功。野外のキノコ間で方向性のある電気シグナル伝達が起こっている可能性を示唆した。
- 希少金属不使用の触媒でCO2のギ酸変換、神戸大など
神戸大学と立教大学の研究グループは、希少金属を使用しない触媒を新たに開発し、室温で1気圧という穏和な条件で二酸化炭素をギ酸に変換することに成功した。この反応は外部から電気などのエネルギーを注入する必要がなく、太陽光のエネルギーのみで進行する。
- The researcher is developing "next-generation batteries" using only earth abundant elements
勝山湧斗:希少材料を使わない「次世代電池」に挑む研究者 - EV(電気自動車)への急速なシフトによって、バッテリーの需要が急増している。バッテリー(蓄電池)の「性能」と「価格」の問題に挑むのが、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の勝山湧斗だ。
- The researcher is developing "next-generation batteries" using only earth abundant elements
- 温暖な森林の炭素生産量が大きい理由を新手法で解明=東大など
東京大学、北海道大学、オランダのワーゲニンゲン大学などの国際共同研究チームは、インドネシアやマレーシアの熱帯林から台湾や沖縄の亜熱帯林、鹿児島の暖温帯林から北海道の亜寒帯林に至る60の森林の継続調査のデータを解析。より温暖な森林ほど、植物が蓄積している炭素量(樹木炭素量)当たりの炭素生産量(樹木個体の成長や、新たに加入した樹木個体によって増加した炭素量の増加分)が高い低木性樹種の比率が高くなることにより、同じ樹木炭素量を持つ森林の炭素生産量が高くなることを明らかにした。
- Inside the government agency shaping the future of energy
米国のムーンショット工場、
ARPA-E新長官が語る
エネルギーのイノベーション - 米国エネルギー高等研究計画局(ARPA-E)はエネルギー問題を解決するために、ハイリスク・ハイリターンのテクノロジーを支援している。2023年1月に同局の長官に新たに就任したエヴリン・ワンが、その役割やエネルギーの未来について語った。
- Inside the government agency shaping the future of energy
- 大気中かつ室温での太陽電池作製に成功、10%超の発電効率=京大
京都大学の研究チームは、素材のシリコン(Si)ウェハから大気中かつ室温の工程のみで太陽電池を作製することに成功し、10%を超える発電効率を得た。今回の手法は、簡便で低コストかつ高生産速度な太陽電池の作製を可能とし、開発途上国や教育現場などをはじめとする幅広い用途に活用できるものとして期待される。
- US minerals industries are booming. Here’s why.
米エネ省副長官、「インフレ抑制法」で鉱物の中国支配に警鐘 - 2022年に成立したインフレ抑制法をきっかけとして、米国国内で鉱山や電池工場の新設計画が急増中だ。歓迎する声の一方で、気候変動への取り組みを遅延させる可能性も指摘され、同盟国から不満の声もある。米国エネルギー省のデイヴィッド・ターク副長官に狙いを聞いた。
- US minerals industries are booming. Here’s why.
- 先進的核融合燃料で核融合反応を実証=核融合研など
核融合科学研究所(核融合研)と米TAEテクノロジーズ(TAE Technologies)の共同研究チームは、核融合研の大型ヘリカル装置(LHD)において、磁場で閉じ込めたプラズマ中での軽水素(質量数が1の普通の水素)とホウ素11の核融合反応を世界で初めて実証した。軽水素とホウ素11から高エネルギーヘリウムを生成する核融合反応は、放射線である中性子を生成しないため、よりクリーンな核融合炉を将来的に実現できる可能性がある。
- Researchers launched a solar geoengineering test flight in the UK last fall
世界初の太陽地球工学実験、英国で2022年に実施か - 英国で2022年9月に実施された太陽地球工学の野外実験は、世界初の科学実験だった可能性がある。機器の試験が目的とされるが、実験が強行された背景には、太陽地球工学者の焦りと不満があるのかもしれない。
- Researchers launched a solar geoengineering test flight in the UK last fall
- 名大、厚さ0.9nmのアモルファス・シリカの合成に成功
名古屋大学の研究チームは、厚さ0.9ナノメートルのアモルファス・シリカ・ナノシートの合成に成功した。アモルファス・シリカ・ナノシートは、機械的特性に優れ、広いバンドギャップを持つことから、次世代の電子部品やエネルギー分野での応用が期待されている。絶縁膜やフィラー、プロトン伝導体としてさまざまな分野で利用されている素材であることから、今回の成果によって新たな活用が考えられるという。
- 島の哺乳類は極端に巨大化・小型化すると絶滅しやすい=東大など
東京大学と国立科学博物館らの国際共同研究チームは、島に生息する哺乳類について大規模なデータを収集し、体サイズの変化率と絶滅しやすさを調査し、体サイズの変化が大きい種ほど絶滅しやすいことを明らかにした。極端に巨大化あるいは小型化した哺乳類はほぼ絶滅しており、絶滅率は現代人(ホモ・サピエンス)の島への到来で10倍以上に増加するという。