日本東北大教授提出藉助鎂燃料電池利用太陽能的新構想

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「如果使用鎂，就可以在沙漠地區利用豐富且穩定的太陽能」——日本東北大學未來科學技術共同研究中心教授小濱泰昭提出了藉助鎂（Mg）燃料電池來利用太陽能的新構想，目前正為實現實用化而推進開發。小濱教授在7月2日於東京舉行的「第43屆可靠性與維護性研討會」（主辦方：日本科學技術聯盟）上發表特別演講，介紹了這一構想。

小濱教授正在演講

利用太陽爐進行氫氧化鎂還原實驗(摘自小濱教授的演講資料）

鎂燃料電池（也叫鎂空氣電池）是金屬空氣電池的一種，是用鎂作負極、用空氣中的氧氣作為正極物質的一次性電池。利用的是鎂與氫氧根離子結合後會釋放電子的現象，用完後負極的鎂會變成氫氧化鎂。

小濱教授的設想是，使用沙漠中的太陽能，對在日本使用過的鎂燃料電池的電極進行熱還原，回收鎂。也就是說，利用沙漠中的豐富太陽能得到鎂，把鎂運到日本，用完後回收，再運到沙漠中利用太陽能進行提煉，得到能再次用作電極的鎂。而且，據小濱教授稱，如果使用日本的工廠及垃圾焚燒廠的廢熱及生物質燃料等，還有望在日本進行氫氧化鎂的熱還原。

其實，鎂燃料電池本身並不新奇。由於其能量密度大於鋰離子充電電池，以前曾備受關注，但鎂不僅易燃，而且會溶解於作為電解液的食鹽水中，因此安全性及長期使用性能成了實用化的課題。

而小濱教授等人解決了這個問題。小濱教授以前一直在開發利用地面效應（飛行在地面附近的飛行器會產生巨大升力的現象）的高速運輸系統，但他發現，為實現車身輕量化而使用的阻燃性鎂合金可以作為鎂燃料電池的負極使用。於是，小濱教授與日本產業技術總合研究所、古河電池公司、日本素材公司等合作，使用這種添加了鋁和鈣的阻燃性鎂合金，開發出了高性能鎂燃料電池，而且還提出了通過熱還原把用完後變成氫氧化鎂的負極再次製成鎂的技術方案。這種熱還原技術利用的是用凹面反射鏡聚集太陽光、從而獲得高溫的太陽爐。據稱，如果能夠獲得1200℃左右的溫度，就能進行熱還原。小濱教授等人還實施了使用直徑1.5m左右的太陽爐將用過的氫氧化鎂以金屬鎂箔的形式回收的實驗。

小濱教授說：「鎂不像核電那樣存在風險，也不會像化石燃料那樣會枯竭，而且完全不存在溫室氣體排放等環境問題，是一種清潔燃料。」鎂在海水中的含量也十分豐富。使用鎂發電，可有效地將太陽能轉換為電力，小濱教授將這種體系稱為「燃料耕種」。與已經實用化的氫燃料電池相比，鎂燃料電池能以很少的量獲得同等的發電量，而且容易搬運，因此具有優勢。據小濱教授推算，28.4g鎂獲得的能量與60L氫氣獲得的能量相同。（日經能源環境網 供稿）