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2012年7月13日 (金)

物体からの熱輻射スペクトルの大幅な狭帯域化に成功 ―高効率太陽電池応用など、エネルギーの有効利用に向けた重要な一歩を達成―

物体からの熱輻射スペクトルの大幅な
狭帯域化に成功
―高効率太陽電池応用など、
エネルギーの有効利用に向けた重要な
一歩を達成―

2012年7月9日
京都大学プレスリリース

詳細は、リンクを参照して下さい。

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 野田進 工学研究科教授、浅野卓
同准教授、メーナカ・デ・ゾイサ 同研究員
等の研究チームは、熱輻射スペクトルの
制御による熱エネルギーの有効利用を実証
することに成功しました。

 物体を熱することにより発せられる
熱輻射は、一般に、極めて広いスペクトル
をもつことが知られています。

 例えば、太陽光スペクトルは、約5800K
の黒体からの熱輻射スペクトルに近く、
紫外から赤外に至る極めて広い
波長スペクトルをもちます。

 この広いスペクトルのうち、我々は、
通常、一部の波長成分のみを利用し、
その他の成分は無駄に捨ててしまって
います。

 自然エネルギー利用に向けて最近大きな
注目を集めている発電方式の一つに
太陽電池がありますが、広い太陽光
スペクトルには、太陽電池が吸収して電力
に変換できない波長成分が多く存在する
ため、一般に光電変換効率は10~20%程度
に留まっています。

 ここで、もし太陽光スペクトルそのもの
を、エネルギー損失なく、極めて狭い
スペクトルへと変換・圧縮出来れば、
利用可能なエネルギー成分が増大し、
発電効率の大幅な高効率化(>40%)に
つながるものと期待されます。

 より一般には、物体からの
熱輻射スペクトルを、エネルギーの損失
なく、狭帯域の所望のスペクトルへと
変換・集中できれば、上記、太陽光発電の
高効率化のみならず、地熱等を利用した
熱光発電、熱の出ない高効率ランプ、
各種分析用高効率赤外光源の実現など、
その波及効果は極めて大きいと言えます。

 本研究では、このような、物体からの
熱輻射スペクトルの制御を可能にする
新しいコンセプトの構築とデバイスの試作
を行い、さらに、実際にそのデバイスを
用いて、外部から投入した電力を極めて
狭い輻射スペクトル(黒体輻射の1/30)に
集中可能であることを示し、
熱輻射スペクトルの制御による
熱エネルギーの有効利用を実証することに
成功しました。

 この成果は、英科学誌
ネィチャー・フォトニクスの電子版速報
に掲載されました。
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素晴らしい成果のようです。
いつ頃実用化できるのでしょうか?

太陽光発電の効率が倍になっただけで
すごいことです。
期待したい。

従来は太陽光パネル側を工夫することで
極力広い熱輻射スペクトルの利用が
出来るようにする方向の研究ですね。

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