ここから本文です
びわ湖ローカルエネルギー研究会
地域エネルギーとネットワーク

書庫全体表示

記事検索
検索

全1095ページ

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]

[ 前のページ | 次のページ ]



転載
-----------------------------------------------------------------------


NY原油(21日):反落、前週末の大幅高を受けた利益確定売り
2017年8月22日 04:58 JST
21日のニューヨーク原油先物市場でウェスト・テキサス・インターミディエート(WTI)先物は大幅反落。前週末の急伸を受けて、利益確定の売りが優勢になった。

  みずほセキュリティーズUSA(ニューヨーク)の先物部門ディレクター、ボブ・ヨーガー氏は電話取材に対し、「やや行き過ぎだと市場参加者が考え始める水準に達したのかもしれない。ブレントの投機的な持ち高はかなりのロングとなっていたため、幾らか持ち高を減らす動きが見られる」と述べた。

  ニューヨーク商業取引所(NYMEX)のWTI原油先物9月限は前営業日比1.14ドル(2.35%)安い1バレル=47.37ドルで終了。同限月は22日が最終取引日となる。ロンドンICEの北海ブレント10月限は1.06ドル下落の51.66ドル。

開くトラックバック(0)





転載
----------------------------------------------------------------------

113キロにわたる皆既日食、米電力業界は心待ち 21日、新たな実験の好機

2017.8.19 06:05

 米国では21日、西海岸のオレゴン州から東海岸のサウスカロライナ州まで113キロにわたる帯状の地域で皆既日食が観測できる。月が太陽を完全に覆い隠す皆既日食を、米電力業界は心待ちにしてきた。完全に予測可能な中で太陽光発電が広範囲に失われるというまれな状況は、クリーンエネルギーが重要性を増す将来の電力網構築に向けた実験を行う絶好の機会となるからだ。

 需給調整で最新技術

 ブルームバーグの算定では、今回の日食により太陽光発電量が1万メガワット以上減少する可能性がある。これは原子炉10基分に相当する。送電事業者や電力会社がこれだけの太陽光発電量を供給できなくなることを事前に正確に発表できる機会はめったにない。多くの業者は工場やソフトウエアなどを検証するチャンスとして捉えている。送電事業者はこの機会を利用して需給を調整するための最新技術導入も検討している。

 米コンサルティング会社アクセンチュアのマネジングディレクター、デービッド・シェパード氏は「皆既日食は将来の送電線網構築に向けて、日差しや風がないケースにおける完璧な検証になる」と指摘する。

 太陽光発電システムのコスト削減に向けた米エネルギー省の「サンショット・イニシアチブ」のディレクター、チャーリー・ゲイ氏は、皆既日食は開発段階にある電力供給予測モデルの検証になるとみる。同省は米国立再生可能エネルギー研究所(NREL)や送電事業者と協力して需給の調整を制御するソフトの改良に取り組んでいる。

 ファーストフューエル・ソフトウエア(ボストン)の規制担当ディレクターのオースティン・ホイットマン氏は「効率的な運用に向けたビッグデータの高速処理という点で、送電事業者や電力会社はハイテク企業のようになってきている。皆既日食は『2000年(Y2K)問題』を彷彿(ほうふつ)とさせる」と述べた。

 皆既日食は、天然ガス業界にとっても存在感を示す好機となる。米国の電力構成は将来的に太陽光発電や風力発電に徐々にシフトしていくとみられるものの、太陽光発電のシェアが減少する皆既日食の期間中には、ガス火力発電や水力発電がその代わりを果たす見通しだ。

 ガス発電が必要も

 ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンス(BNEF)の試算によれば、40年までに米国の電力シェアで代替可能エネルギーによる発電はガス火力発電と同水準に拡大するとみられる。

 カリフォルニア州の電力需給バランス調整事業者、カリフォルニアISO(CAISO)のステファン・バーベリッチ会長は「将来の送電網は、今回の日食のようなイベントに備え、風力や太陽光による発電を補うために高速立ち上げが可能なガス火力発電をシステムに組み込むことが必要になるだろう」とし、ガス火力発電の重要性を指摘した。
 CAISOは21日、3時間にわたって減少する太陽光発電量約6ギガワットを補うためにガス火力発電と水力発電を活用する。

 米国では次回の皆既日食は24年に予定されるが、蓄電池のコストが低下し普及が進むまでの間、ガス火力発電が引き続き太陽光発電を補完する手段となる見通しだ。

 北米電力信頼度協議会(NERC)は、送電事業者が数カ月前から皆既日食の対策を進めてきたことから、企業の信頼性をめぐる事象は発生しないとみている。

 とはいえ、規制当局は消費者に節電を呼び掛けている。カリフォルニア州公益事業委員会(CPUC)のマイケル・ピッカー委員長は「皆既日食の期間中には風力、地熱、水力、ガス火力発電と多くの選択肢がある一方、休憩中の太陽の代わりに協力してくれるカリフォルニア市民もいる」と言明した。(ブルームバーグ Christopher Martin、Naureen S.Malik)

開くトラックバック(0)





転載
---------------------------------------------------------------

平成29年8月21日
理化学研究所
東京大学
科学技術振興機構(JST)

量子力学的な作用による光電変換を実証

〜太陽電池や光検出器の高性能化に道〜

理化学研究所(理研) 創発物性科学研究センター 強相関界面研究グループの中村 優男 上級研究員(科学技術振興機構 さきがけ研究者)、川 雅司 グループディレクター(東京大学 大学院工学系研究科 教授)、動的創発物性研究ユニットの賀川 史敬 ユニットリーダー、強相関物性研究グループの十倉 好紀 グループディレクター(東京大学 大学院工学系研究科 教授)らの共同研究グループは、シフト電流注1)と呼ばれる量子力学的な光電流の発生を、有機分子性結晶のtetrathiafulvalene−p−chloranil(TTF−CA)において実証することに成功しました。


強誘電体注2)など空間反転対称性注3)の破れた結晶構造を持つ物質では、p−n接合注4)を形成しなくても光起電力が発生することが知られていました。この光起電力は、シフト電流と呼ばれる量子力学的な光電流発生機構で生じることが近年理論的に提案されています。シフト電流は、エネルギー散逸がほとんどない電流であるため、光電変換効率の大幅な向上につながる可能性があります。しかし、シフト電流である明確な証拠は実験的に得られておらず、実証に適した物質系も不明なままでした。

共同研究グループは、イオン変位注5)と電荷移動の2つの成分からなる強誘電体の電気分極のうち、後者が主になる分子性結晶のTTF−CAに着目しました。また、この物質はバンドギャップ注6)が約0.5エレクトロンボルト(eV)と小さいことから、可視赤外光領域で大きなシフト電流が期待できます。実際にTTF−CAの単結晶試料において分極軸方向に生じる光起電力を測定した結果、強誘電相において疑似太陽光照射による大きな光電流の観測に成功しました。

また、光電流が非常に長距離伝搬することを見いだし、シフト電流としての特徴を持つことも明らかにしました。

本成果は、シフト電流による光電変換に関する基礎学理の理解を深めるとともに、革新的な光検出器や、従来とは異なる光照射条件でも駆動する環境発電デバイスなどへの応用につながると期待できます。

本研究は、国際科学雑誌『Nature Communications』(8月17日付け、日本時間8月18日)に掲載されました。

本研究は、科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業個人型研究(さきがけ)、日本学術振興会 科学研究費補助金 若手研究(A)「新しい太陽電池材料の開拓を目指した分極超構造の作製(研究代表者:中村 優男)」などの助成を受けて実施されました。

<背景>

光のエネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換素子は、太陽電池や光検出器などのさまざまな用途で使われています。現在実用化されている光電変換素子の多くは、光照射によって生成された電子注7)正孔注7)を分離する過程でp−n接合構造などによる電界の発生を必要としています。一方、強誘電体のような空間反転対称性の破れた結晶構造を持つ物質では、p−n接合を形成しなくても光起電力を示すことが知られており、バルク光起電力効果と呼ばれていました。しかし、そのメカニズムの詳細は不明でした。

近年の理論研究の進展により、バルク光起電力効果はシフト電流と呼ばれる光電流発生メカニズムで生じることが提案されました。シフト電流は、電子波動関数の幾何学的位相に関連した量子力学的な効果で発生する電流であり、p−n接合において電界に比例するドリフト電流注8)キャリア注7)濃度差に比例する拡散電流注9)とはメカニズムが大きく異なります。したがって、シフト電流による光起電力効果を利用すると、従来の光起電力素子で重視された移動度や不純物密度といった半導体特性に縛られない、新しい光電変換材料の開拓が可能となります。

また、バンドギャップ以上の光起電圧の出力が可能である点などp−n接合にはない優位性があり、従来の光起電力素子を上回る高いエネルギー変換特性も期待されています。

しかし、多種多様な強誘電体のうち、シフト電流を発生しやすい物質の選定基準は確立しておらず、実験的な検証方法も明らかではありませんでした。

<研究手法と成果>

共同研究グループは、可視光および赤外光に対して大きなシフト電流を示す物質の候補として、有機分子性結晶tetrathiafulvalene−p−chloranil(TTF−CA)に着目しました。この物質は、ドナー分子のTTFとアクセプター分子のCAが交互に積層した一次元構造を持ち、低温で両分子間での電荷の移動に起因して強誘電性を発現します(図1)。一般的な強誘電体では、分極はイオン化した原子や分子の変位によって生じますが、TTF−CAにおける分極は電荷移動による電子的な寄与が支配的であることから、電子型強誘電体と呼ばれています。シフト電流は、このような電子的な機構で生じる分極と密接に関連しているため、TTF−CAでは大きなシフト電流発生が期待されます。また、TTF−CAのバンドギャップは約0.5eVと強誘電体としては非常に小さいため、可視光や近赤外光に対する強い応答性も期待できます。

本研究では、TTF−CAの単結晶試料を作製し、図1のように分極軸方向に生じる光起電力を測定しました。図2aは、擬似太陽光を照射し、外部電圧なしの状態で発生した光電流の温度依存性の結果です。TTF−CAの強誘電転移温度である81ケルビン(K)(約−192℃)以下で光電流が生じており、光起電力が発生していることが分かります。転移温度直下で観測された光電流密度は、これまでに報告されていた他の強誘電体の光電流密度に比べて一桁以上高い値でした。

また、端子間で発生する光起電圧は低温で6ボルト(V)を超えており、バンドギャップ(約0.5eV)の10倍以上の高電圧が出ています(図2b)。さらに、電場によって分極方向を反転させると、光電流や電圧の符号も反転することが観測され(図2c)、発生した光起電力が分極と強く関連したものであることが確認できました。

次に、光の照射面積を絞って局所的に光励起し、その位置を走査することで光電流が電極間のどこで発生しているか調べました。81K以下の強誘電相では、光電流は試料の中心付近で大きく、電極近傍で減少する様子が観測されました(図3a)。電極間距離は600マイクロメートル(μm、1μmは100万分の1メートル)以上あるため、中心付近で生成された光キャリアは、電極まで数100μmの距離を移動しているといえます。

一方、81K以上の常誘電相では、強誘電相に比べて光電流の絶対値が非常に小さく、また電極近傍でだけ観測されています(図3b)。この常誘電相のプロファイルは典型的な拡散電流を示しており、どんな物質でも観測されます。それに対して、強誘電相の結果は拡散電流やドリフト電流では説明できない非常に長距離のキャリア輸送を示しており、散乱に強いシフト電流の特徴が明確に現れています。
以上、有機分子性結晶のTTF−CAにおいて、可視赤外光に対する大きな光電流の発生と、その起源であるシフト電流がエネルギー散逸の小さい電流であることを実証しました。

<今後の期待>

本研究では、有機分子性結晶のTTF−CAを用いて可視赤外領域光によるシフト電流の発生を実証しました。この結果は、シフト電流光電変換の材料設計の指針を与え、革新的な光検出器や、従来とは異なる光照射条件でも駆動する環境発電デバイスなどへの応用につながると期待されます。

<参考図>

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/zu1.gif

図1 TTF−CAの分子構造とシフト電流発生の概念図

TTF−CAは結晶軸のa軸方向にドナー分子のTTF(青の分子モデル)とアクセプター分子のCA(茶の分子モデル)が一次元的に交互積層した結晶構造を持ち、強誘電相ではTTFからCAへの電子の移動(−ρ)がおこることで一次元鎖方向に分極(P)が発生する。この電子相において光(赤)を照射すると、生成された電子と正孔(青と黄緑)はそれぞれ逆向きに電極へ走り、シフト電流が発生する。


http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/zu2.gif

図2 擬似太陽光照射下でのTTF−CAの光起電力特性

擬似太陽光を照射しながら測定した。
  • a:短絡電流の温度依存性。
  • b:開放端電圧の温度依存性。
  • c:強誘電転移温度直下の79K(約−194℃)で測定した電流−電圧特性。Cの赤(青)線は、プラス(マイナス)方向に分極方向を揃えた後に擬似太陽光を照射しながら測定した結果で黒線は光を照射せずに測定した結果。

http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/zu3.gif

図3 局所光励起による光電流の場所依存性

  • aは光の照射面積を絞ってTTF−CAを局所的に光励起し、その位置を走査することで得られた短絡電流の場所依存性。赤は70K(強誘電相)青は90K(常誘電相)の結果。
  • bはaの90Kの結果の縦軸を拡大したもの。強誘電相では電極間の中心付近で電流が最大となっているのに対し、常誘電相では電極付近で電流が最大になり、両電極で電流の符号が反転している。

<用語解説>

注1) シフト電流
空間反転対称性の破れた物質は、電子の波動関数が異方性を持つため、バンド間の光学遷移の際に電子の重心位置が一方向にシフトを起こす。定常光照射下では、電子位置のシフトが連続的に起こることで直流電流が発生し、この光電流がシフト電流と呼ばれている。電子位置のシフト量は、電子波動関数の幾何学的位相と関連している。
注2) 強誘電体
誘電体のうち、外部電場がゼロでも有限の分極を持ち、かつ分極方向を電場で反転することができる物質。強誘電体では空間反転対称性が必ず破れている。
注3) 空間反転対称性
各点の座標(x、y、z)を(−x、−y、−z)に変換する操作を空間反転操作と呼ぶ。空間反転操作によって構造が一致しない場合、空間反転対称性が破れているという。
注4) p−n接合
p型半導体とn型半導体が接している領域のこと。太陽電池や発光ダイオードにはp−n接合が利用されており、光によって生成した電子と正孔を電気として取り出したり、逆に電子と正孔を結合させて光を出したりすることができる。
注5) イオン変位
電荷を持った原子や分子の移動のこと。一般的な強誘電体では、正負のイオンがそれぞれ逆向きに変位することで分極が生じる。
注6) バンドギャップ
電子が存在できないエネルギー帯。バンドギャップ以上のエネルギーを与えると、電子と正孔が生まれ電気が流れる。
注7) 電子、正孔、キャリア
半導体中ではキャリアと呼ばれる荷電粒子が動くことで電流が流れる。キャリアには、マイナスの電荷を持つ電子とプラスの電荷を持つ正孔の2種類がある。
注8) ドリフト電流
電界によってキャリアが運ばれて流れる電流。p−n接合の界面には内部電界が存在するため、光励起でキャリアを生成するとドリフト電流が生じる。
注9) 拡散電流
キャリアの濃度勾配によって流れる電流。光励起でキャリアを生成すると不均一なキャリア分布ができるため拡散電流が生じる。

<論文情報>

タイトル 著者名 掲載誌 doi
Shift current photovoltaic effect in a ferroelectric charge-transfer complex
M. Nakamura, S. Horiuchi, F. Kagawa, N. Ogawa, T. Kurumaji, Y. Tokura, and M. Kawasaki
Nature Communications
10.1038/s41467-017-00250-y

<お問い合わせ先>

<研究に関すること>

中村 優男(ナカムラ マサオ)
理化学研究所 創発物性科学研究センター 強相関物理部門 強相関界面研究グループ
上級研究員 (科学技術振興機構 さきがけ研究者)
Tel:048-462-1111 Fax:048-467-9774
E-mail:http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/m1.gif

<JST事業に関すること>

中村 幹(ナカムラ ツヨシ)
科学技術振興機構 戦略研究推進部 グリーンイノベーション・グループ
〒102-0076 東京都千代田区五番町7 K’s五番町
Tel:03-3512-3525 Fax:03-3222-2067
E-mail:http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/m5.gif

<報道担当>

理化学研究所 広報室 報道担当
Tel:048-467-9272 Fax:048-462-4715
E-mail:http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/m2.gif
東京大学 大学院工学系研究科 広報室
Tel:03-5841-1790 Fax:03-5841-0529
E-mail:http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/m3.gif
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel:03-5214-8404 Fax:03-5214-8432
E-mail:http://www.jst.go.jp/pr/announce/20170821/icons/m4.gif

開くトラックバック(0)





転載
----------------------------------------------------------------------------

海流発電の実証実験 発電成功 鹿児島 トカラ列島沖

海の流れを利用して電気を起こす「海流発電」の実証実験が、鹿児島県のトカラ列島沖で行われ、黒潮を利用してタービンを回し、最大で30キロワットの発電に成功しました。
続きを読む
「海流発電」は、海の流れを利用して巨大なタービンを回し電気を起こすもので、NEDO=新エネルギー・産業技術総合開発機構と、大手機械メーカーのIHIが鹿児島県のトカラ列島にある口之島の沖合、およそ5キロの海で今月14日から実証実験を行っていました。

その結果、水深20メートルから50メートルの海中に沈められた実験機のタービンが黒潮の流れを受けて回転し、最大で30キロワットの発電に成功したということです。NEDOとIHIによりますと、本格的な実験機を使って、実際に海流を利用した発電に成功したのは、世界で初めてだということです。

IHI技術開発本部の長屋茂樹部長は「目標としていた黒潮での発電を達成した。口之島の沖合の海域は流れの強さや方向が安定しているので、実用化に向けて流れを詳細に調べていきたい」と話していました。

世界的にも強い海流とされる黒潮を利用すれば、太陽光発電より安定した発電ができると期待されていて、NEDOとIHIは今後、発電コストの検証などを行い、平成32年の実用化を目指すことにしています。

開くトラックバック(0)





転載
------------------------------------------------------------------------


NY原油(18日):大幅続伸、ブレント5月以来高値−需給タイト化で

18日のニューヨーク原油先物市場でウェスト・テキサス・インターミディエート(WTI)先物は大幅続伸。在庫減少を好感した買いで、北海ブレントは5月下旬以来の高値。この日はホワイトハウスのバノン首席戦略官が退任したとのニュースで、金融市場全般が堅調になった。

  SCSコモディティーズ(ニュージャージー州ジャージーシティー)のエネルギー・デリバティブ・ブローカー、クレイトン・ロジャーズ氏は「現物市場に需給タイト化の兆しが出ていたが、先物もようやくこれに追いついた」と指摘。「ブレントのスプレッドは上昇しており、米原油在庫は急速に取り崩されている」と述べた。

  ニューヨーク商業取引所(NYMEX)のWTI原油先物9月限は前日比1.42ドル(3.02%)高い1バレル=48.51ドルで終了。約3週間ぶりの大幅高。週間での下げは0.6%に縮小した。ロンドンICEの北海ブレント10月限は1.69ドル上昇の52.72ドル。WTIに対する上乗せ幅は4.06ドルに広がった。


開くトラックバック(0)

全1095ページ

[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11]

[ 前のページ | 次のページ ]

本文はここまでですこのページの先頭へ
みんなの更新記事