日本中で浪費されている
熱エネルギーに着目

　太陽光発電は、「光」を電気エネルギーに変換して利用する技術だが、その際にソーラーパネルに集まった「熱」がほとんど利用されていないのは意外に知られていない。山口東京理科大学工学部電気工学科の阿武宏明教授は、ここに着目し、熱を電気に変換して活用する研究に取り組んでいる。
　これは、「熱電発電」と呼ばれる技術。最先端のものづくりを基盤で支える「電子材料工学」の一分野だ。
　「今、日本では『熱』という貴重なエネルギーがあちこちで無駄に消費されています。例えば、火力発電所では原油の約65%が廃熱として大気に放出されていると言われています。さらに、皆さんが日々使っている自動車のガソリンもエンジンによって駆動エネルギーに変換されるのはおおよそ20%。残りは廃熱として、放出されています。これらの熱を電気エネルギーに変換できれば、限りある化石燃料のロスも減らせますし、大気汚染も抑えることができます。ゴミ処理場や工場も貴重なエネルギー源に変えることができるのです」

熱電発電の基盤となるのは
「 ゼーベック効果」という現象

　阿武教授が取り組む熱電発電のベースとなるのは、「ゼーベック効果」と呼ばれる物理現象。これは、細長い棒状の材料の両端に温度差を生じさせるとそこに電圧が発生し、電力が取り出せるというもの。材料は、主にシリコンなどの半導体を用いるという。このゼーベック効果を使って、熱エネルギーを電気エネルギーに変換するのが「熱電素子」。言わば小さな発電装置といえるこの素子の材料や仕組みを検討し、発電の効率を高めるのが阿武教授の研究室の使命といえる。
　「熱電発電技術には、さまざまなメリットがあります。例えば、熱電素子は、火力発電所のように巨大なタービン（羽根車）を回す必要がないので、メンテナンスが要りません。さらに、無騒音、無排出ガスという特長もあります。熱電発電は、風力発電や水力発電と並ぶ注目の環境エネルギーなんですよ」

熱電発電の原理を表す模式図。半導体材料の片方の端を加熱すると温度差が生じ、電子の流れが発生。そこから電気エネルギーを取り出すことができる。