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ビル・ゲイツが支援する新興企業 Antora Energy は、再生可能エネルギーを可能な限り低コストで貯蔵し、電力または産業プロセスの熱として効率的に放出するように設計された、コンテナ化されたモジュール式熱電池の展開を準備しています。

それはすべて、重工業の脱炭素化の名の下にあります。これは単に実行する必要がある仕事ですが、再生可能エネルギーの断続的な性質を考慮すると、難しい仕事です。 必要に応じて熱を生成するための化石燃料が利用できる場合、工場を年中無休で稼働させるのは簡単ですが、太陽が輝いていないときはどうでしょうか?

私たちは以前、ロンドの「レンガトースター」熱電池について書いたことがありますが、これは解決策を提案しています。安価な再生可能エネルギーを使用して、断熱容器内の通常の古い粘土レンガを加熱し、化学物質の約5分の1のコストで必要に応じてそのエネルギーを回収します。最大 1,500 °C (2,700 °F) のプロセス熱の形でバッテリーに影響を与えます。 ロンド氏は、安価で豊富な材料を使用して、15 年以内に世界の CO2 排出量を 15% 削減することを目標に、このソリューションを大規模に展開したいと考えています。

Antora は、炭素ベースのシステムがさらに安価で便利になる可能性があると考えています。 より高温で 2,000 °C (3,632 °F) 以上の熱を供給できるため、より有用です。そのため、製鉄などの巨大な産業分野にすぐに関連します。 そして、そのエネルギーは超効率的な熱太陽光発電パネルを通じて電気として回収することもできるからです。

共同創設者兼 CEO の Andrew Ponec は、Medium の投稿で Antora のカーボン ブロックの選択について説明しましたが、本質的には次のとおりです。

「カーボンの極端な温度安定性の最後の利点は、熱伝達に関連しています」とポネック氏は書いています。 「放射熱伝達は、ソース オブジェクトの温度の 4 乗 (T⁴) に比例するため、温度を 2 倍にすると、放射熱伝達は 16 倍になります。これは強力なスケーリング係数です。結論は、温度によるものです。 1,500 °C を超えると、熱伝達は室温とはまったく異なる働きをします。伝導と対流よりも放射が支配的です。たとえば、2,000 °C では、熱伝達の 99% 以上が、伝導や対流ではなく、光によって起こります。 」

このように、Antora のシステムは、光放射を使用してカーボン ブリックからの熱放射を利用しており、Ponec 氏は、これを「代替手段よりもはるかにシンプルで、安価で、信頼性が高い」と説明しています。 顧客がエネルギーを熱として戻したい場合、システムは蒸気、熱風、またはその他のプロセス流体を含むチューブを加熱し、施設内の熱が必要な場所に配管することができます。

顧客が電気を必要とする場合、Antora は熱を変換して供給できます。 「改造した太陽光発電パネル（ソーラーパネルに似たもの）に光を当てて発電します」とポネック氏は説明した。 「私たちのチームは、わずか数マイクロメートルの材料と可動部品を使わずに輻射熱を電気に変換する世界記録を破る固体熱エンジンを開発しました。これは別の日の話ですが、今のところは非常にうまくいったとだけ言っておきましょう。熱を電気に変換できる、コンパクトで電力密度が高く、スケーラブルで効率的なデバイスがあると便利です。」

これは、私たちが昨年書いた、MIT の画期的な熱光起電力 (TPV) セルを思い出させます。このセルは、約 40% の効率レベルで熱を電気に変換することができます。これは、平均して 35% 近い平凡な蒸気タービンよりも大幅に優れています。 実際、関係する研究者らは、主な目標の 1 つとしてグラファイトベースの熱貯蔵および回収システムを挙げています。

Antora も MIT からスピンアウトした企業であるため、Antora の炭素熱電池システムで使用されているのは本当にこの TPV 熱エンジンではないかと考えました。 しかし、そうではなく、別のチームによって開発された別のガリウムインジウムヒ素TPVセルを使用しているようで、その効率は昨年11月にジュール誌に掲載された論文で38.8％であることが実証されています。

アントラ氏はMITニュースに対し、これらのTPV電池の製造施設をすでに開設していると語った。このような工場としては世界最大で、年間2MWの電池生産能力が見込まれている。 同社は全米で30～60MWの範囲の産業プロジェクトに取り組んでおり、2025年頃から炭素電池の設置が本格化すると予想しており、積極的に規模を拡大したいと考えている。