海水を資源に！新発想のエネルギーシステム【ゼロカーボンエネルギー研究所准教授・近藤正聡が語る｢液体金属｣の可能性その1】

液体金属を使った革新的な技術が、地球環境や宇宙探索の未来を変えることに着目しているゼロカーボンエネルギー研究所准教授・近藤正聡。
堀江氏は、近藤准教授に、現在の開発と未来のプロジェクトについて聞いた。

2035年頃の建設開始が検討されている核融合炉。資源不足を補う、新たなエネルギーの開発へ

近藤正聡（以下、近藤）　本日は“液体金属”のお話をさせていただこうと思っています。堀江さんは液体金属を触ったことありますか？

堀江貴文（以下、堀江）　あります。僕は中学生のとき化学部に入っていたので、そこで触らせてもらいました。

近藤　それは、すごいです。個体の金属は剛性があって構造として使われることが多いんですが、本日お話しするのはお湯で溶けてしまう金属なんです。ちょっとお見せしますね（銀色の個体の金属「ガリウム」にお湯をかけると液体になっていく）。

堀江　おー、すごい。

近藤　100℃くらいのお湯をかけると固体から液体になりますが、金属としての特性は維持し続けるんです。で、この液体金属を何に使おうとしているかというと、ひとつは「核融合炉」です。

堀江　はい。

近藤　核融合炉を簡単に説明すると、まず「重水素」と「トリチウム」を核融合反応させて「ヘリウム」と「中性子」をつくります。この中性子という放射線がエネルギーを持っています。一方で、液体金属リチウム鉛合金（リチウムと鉛の合金）の中のリチウムが中性子を捕捉して(捕まえて)「トリチウム」になります。この時、中性子の持っているエネルギーの多くは液体金属の中で熱エネルギーになります。ですから、核融合は“エネルギー”をつくるのと同時に“燃料であるトリチウム”もつくっているわけです。核融合炉の原型炉を日本は2035年頃から建設しようと計画していて、その中で液体金属を使ったエネルギー変換方式の研究も行う予定です。

堀江　原型炉の建設は完全に決まったんですか？

近藤　いえ。まだ、計画の検討段階です。そうした検討結果を皆さんに見て頂いて、「つくってもいいよ」と言ってくださるかどうかという判断がありますから。ただ、この液体金属を使った核融合炉ができれば、燃料となる重水素やリチウムは海水から回収することができるので、資源不足にならずにエネルギーをつくり出すシステムが完成します。

堀江　海水からリチウムをつくり出す技術は日本で開発されたと聞きましたが……。

近藤　はい。実は私も研究しているんですが、リチウムは今、リチウムイオン電池などの需要もあって、世界中で取り合いになっています。そこで非常に薄い濃度ですけれども、液体金属を使って海水からリチウムを取り出す技術を開発しました。メカニズムは非常にシンプルで、液体金属に海水を噴霧するだけです。

堀江　へー。

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Text=村上隆保　Photo＝ZEROICHI

近藤正聡　(Masatoshi Kondo)
東京工業大学科学技術創成研究院、ゼロカーボンエネルギー研究所　准教授
1979年生まれ。東京都出身。2006年、東京工業大学大学院理工学研究科原子核工学博士課程終了。その後、核融合科学研究所、総合研究大学院大学、東京工業大学原子炉工学研究所などをへて現職。核融合に関しては、文部科学省学術調査官や科学・技術審議会専門委員(原型炉タスクフォース)なども担当。液体金属を用いた海水淡水化技術は、マリンテックグランプリ2022最優秀賞を受賞。