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『マグネシウムエネルギーは次代のエネルギーになり得るか?第5回~太陽光励起レーザーの可能性』

Posted By shimaco On 2010年6月19日 @ 12:20 PM In E06.マグネシウムエネルギー | 19 Comments

こんにちは
『マグネシウムエネルギーは次代のエネルギーになり得るか?』の第5回です  
 
今回のテーマは 『太陽光励起レーザーの可能性』
 
[1]
 
マグネシウムを海水から精錬する、また、一度使ったマグネシウムを繰り返し利用できるようにする。そのためのマグネシウムの還元には、大量のエネルギーを必要とします。つまりそれは、既存の精錬方法では、石油や石炭を相変わらず大量消費しなければいけないということ。(詳しくはこちら [2]を参照。)そうなると、マグネシウムエネルギー社会の実現は遠のいてしまいますよね・・・
そこで登場するのが太陽光励起レーザー”。
まだ実用化には至っていない太陽光励起レーザーですが、実はこの仕組み、植物がエネルギーをつくりだすのと同じ原理をもっているんです!つまり自然の摂理に則っているということ。
 
さて、太陽光励起レーザーが“植物と同じ原理を持っている”って一体どういうことなんでしょうか???
 
今回は太陽光励起レーザーの本質の部分に迫ってみましょう  
 
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太陽のエネルギー  
 
太陽から宇宙空間に放出されているエネルギーははるかに膨大で、地球に来ているのはそのたった20億分の1と言われています。そして太陽光エネルギーは地球にさんさんとふりそそいでいるわけですが、全放出量の20億分の1と言えど、その量は42兆kcal/秒。想像をはるかに超えていますね。もしも地球に降り注いでいる太陽エネルギーを全て100%変換できたとしたら、世界の年間消費エネルギーをわずか1時間でまかなえると言います。しかし実際は、人間が直接利用できるエネルギーになるのは、そのうちのほんのごくわずか。太陽から地球に降り注ぐとてつもないエネルギー、もっと効率的に利用できたら・・・と思いますよね☆
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○植物と同じ原理??~生命原理と熱力学の第2法則~ 
 
 太陽光励起レーザー、もちろんその技術自体も注目すべきところですが、何よりもこの技術が優れているのは、植物がエネルギーをつくりだす仕組みと同じ原理で、エネルギーを生み出せる、ということ。・・・それって一体どういうことなんでしょうか?
 
 まず、ここで、物理現象の法則、熱力学の第2法則をおさえておきましょう。
 
・熱力学の第2法則 
 
 熱力学の第2法則は、様々な表現がされますが、少々難しい言い方をすれば、「エントロピーは高密度から低密度に移行する不可逆なものである」ということ。言ってしまえば、水は自然状態では沸騰しない、冷めた水はお湯には戻らないということです。(エントロピー: 無秩序の程度を示す尺度)ここで、図をご覧ください。
 
 インク1滴を粒のあつまりと想像して下さい。そのインク1滴には濃密にエネルギーがたくわえられています。しかし、コップ1杯の水にそれをたらすと、どうなるでしょうか。インクは瞬く間に拡散して、インクを構成していた粒はふわあ~と広がっていきますね。これが物理現象の法則、物質が高密度から低密度へ移行してゆくモデルです。
 
[3]
 
  
・生命原理と熱力学の第2法則
 
 一方で植物原理ですが、植物がエネルギーをつくりだす仕組みと言えば、そう、光合成です。緑色植物は二酸化炭素(CO2)と水(H2O)から、デンプンなど炭水化物を合成して、酸素(O2)も放出するんでしたね。ふわあと広がって降り注いでくる薄く拡散した太陽光エネルギーを体内で高密度な化学エネルギーに変換します。熱力学の第2法則には逆行しているのがおわかりでしょう。 
 
 上の図でみると、上から下へと移行する一本矢印が物理現象、下から上へと収束している二本矢印が植物原理にみる生命原理です。(動物も体内に摂取した物質を変形させて様々なエネルギー源をつくる。例えばリンの高密度化など。)
 
 
ここでポイント!
 
 物理現象においてエネルギーは高密度→低密度、しかし生命原理では低密度→高密度 
 
 さて、太陽光励起レーザーですが、これは太陽光という薄く広がるエネルギーを集中させて一気に高密度なエネルギーをつくりだす仕組み。つまり、植物が太陽光エネルギーから直接高密度なエネルギーつくりだすのと同じ原理です。太陽光励起レーザーの仕組みは、生命原理に基づいた技術と言えるのではないでしょうか。この点において、太陽光励起レーザー、可能性を感じさせますね。 
 
 
 
○太陽光励起レーザーのさらなる可能性 
 
[4]
かわいいイラストはこちら [5]のサイトからお借りしています
 
 石油や石炭などの化石燃料は、太陽のエネルギーを糧に生きた動植物の死骸が非常に長い年月で堆積、加圧された高密度なエネルギー(それゆえに限りあるエネルギー)であり、それを人類が現代という一瞬で使おうとしているため、資源枯渇や環境負荷の問題が出てきます。一方、太陽光励起レーザーは、太陽光というほぼ無限に近いエネルギー源を資源とし、また、その時点でのエネルギーを集中させて利用するだけなので、環境負荷が大きくなるということも考えにくいでしょう。(この点においてはまだ検証の余地がありますが。)
 
 以上の特徴に加え、太陽光励起レーザーは、かつての動植物の生命活動に依存してきたわたしたちが、高密度・高効率なエネルギーを、植物と同じように自らで直接つくりだせる、利用できる、そういう可能性を開いてくれる技術なんです。
 
 
 
○次回は・・・
 
 以上見てきたように、太陽光励起レーザーの原理や発想には、可能性が感じられるところがあります。ただし、これが実現可能か否かの判断を下すには、まだまだ検証が必要。
 
 次回以降は具体的に
 
1.太陽光励起レーザーはどのように高密度なエネルギーをつくるのか。
2.つくった高密度なエネルギーでどのようにマグネシウムを還元するのか。
3.太陽光励起レーザーには本当に無駄がない?廃熱や維持管理の問題はどうなる?(レアメタルの資源確保や、太陽光励起レーザーを維持するのに大量のエネルギーを投入することにならないの?)

 
などなどの疑問を扱っていきたいと思います。
 
 乞うご期待ください☆


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