JPWO2013150960A1 - 太陽光発電方法および発電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来には存在しない新規な太陽光発電方法および発電装置を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明の太陽光発電方法は、オルト型水素分子またはイオン結合性水素化水素が溶けた電離水素水に少なくとも１９３ｎｍを含む光を照射し、当該電子水素水と陽イオンを含む水との間に電位差を発生させ発電を行うものである。【選択図】 図１２

Description

本発明は、太陽光を用いた発電方法および発電装置に関し、特に、常温、常圧の電離水素水の水素プラズマ場を利用した発電方法に関する。

再生利用可能なエネルギーとして、太陽光を利用した発電が注目されている。太陽光発電に用いられる材料として、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンが知られているが、これらのエネルギー変換効率はそれほど高くないという問題がある。例えば特許文献１は、変換効率を改善するために太陽光発電部材を所定の規則に沿って配列する太陽光発電装置を開示している。また、赤外光を熱エネルギーとして回収することができる（特許文献２）。

特開２０００−１０６４５１号公報 特開２０１１−１９８８２５号公報

本発明は、従来には存在しない新規な太陽光発電方法および発電装置を提供することを目的とする。
さらに本発明は、常温、常圧の電離水素水で発生される水素プラズマを利用した太陽光発電方法および発電装置を提供することを目的とする。

本発明に係る発電方法は、オルト型水素分子またはイオン結合性水素化水素が溶けた電離水素水に少なくとも１９３ｎｍを含む光を照射し、当該電子水素水と陽イオンを含む水との間に電位差を発生させ、発電を行うものである。好ましくは前記光は、太陽光である。あるいは前記光は、真空紫外光であることができる。好ましくは前記電離水素水には陰極が浸漬され、前記陽イオンを含む水には陽極が浸漬され、両電極間に電位差を発生させる。例えば前記陽イオンを含む水は、海水を用いることができる。

本発明に係る発電装置は、オルト型水素分子またはイオン結合性水素化水素が溶けた電離水素水を収容する第１の収容手段と、陽イオンを含む水を収容する第２の収容手段と、前記第１の収容手段内に設けられた第１の電極と、前記第２の収容手段内に設けられた第２の電極と、前記電離水素水に少なくとも１９３ｎｍを含む光を照射する照射手段とを有する。好ましくは前記第１の収容手段は、少なくとも１９３ｎｍの波長を透過する材料を含み、前記照射手段は、前記透過する材料を介して光を照射する。好ましくは発電装置はさらに、前記第１および第２の電極に電気的に結合された蓄電素子を含む。

本発明によれば、従来には存在しない新規な方法によって発電を行うことができる。

水素分子の分類を示すテーブルである。 図２（Ａ）は、オルト型水素分子の構造を示す図、図２（Ｂ）はパラ型水素分子の構造を示す図である。 水に溶ける水素分子と水に溶けない水素分子の模式図である。 水にパラ型の水素分子の水素ガスを添加したときの酸化還元電位（ＯＲＰ）とｐＨとの時間経過の関係を示すグラフである。 図４Ａの水の溶存水素とｐＨとの時間経過の関係を示しグラフである。 水にオルト型の水素分子の水素ガスを添加したときの酸化還元電位（ＯＲＰ）とｐＨとの時間経過の関係を示すグラフである。 図５Ａの水の溶存水素とｐＨとの時間経過の関係を示している。 図５Ａの水に酸素ガスを添加したときの溶存水素とｐＨとの時間経過の関係を示すグラフである。 図５Ａの水に酸化物を添加したときの溶存水素とｐＨとの時間経過の関係を示すグラフである。 本発明の実施例による水素プラズマ場発生方法の工程を説明するフローである。 電離水素水によりエマルジョン化されたエマルジョンオイルの状態を示す写真である。 図８のエマルジョンオイルに太陽エネルギーを照射したときのエマルジョンオイルの状態を示す写真である。 図１０（Ａ）は、本発明の実施例による水素プラズマ場発生装置の構成例を示す図、図１０（Ｂ）は、本発明の実施例によるエマルジョン化装置の構成例を示す図である。 本発明の第２の実施例による水素プラズマ場発生方法の工程を説明するフローである。 本発明の実施例に係る電離水素水を用いた太陽光発電の原理を説明する図である。

図１は、水素分子を温度との関係において分類するものである。同図に示すように、水素分子の結合様式は、高温（２５０℃以上）では、イオン結合性であり、低温（−２７３℃以下）では、共有結合性であり、常温（２３±１．５℃）では、イオン結合性と共有結合性との比は、７５％：２５％となる。

水素結合がイオン結合性の場合には、水素分子タイプは、１００％のオルト型となり、他方、共有結合性の場合には、１００％のパラ型となる。そして、常温では、オルト型とパラ型との比は、３：１となる。

水素結合がイオン結合性の場合には、水素は、水に対して溶ける溶性であり、他方、共有結合性の場合には、水素分子は、水に対して溶けない不溶性である。そして、常温では、溶性と不溶性の比は、３：１となる。これらの水素分子と温度との関係は、J.D.Lee 浜口博・菅野等訳「リー無機化学」東京化学同人 １９８２年）を参考にしたものである。

図２（Ａ）は、水に溶けるオルト型水素分子の構造を示し、図２（Ｂ）は、水に溶けないパラ型水素分子の構造を示す。オルト型水素分子は、図２（Ａ）に示すように、２つの水素原子核１０の核スピン軸１８は同方向であり、一方の水素原子核１０の周りを２つの電子１２が自由に移動する。その結果、図のような分子極性１４が生じる。他方、パラ型水素分子は、図２（Ｂ）に示すように、核スピン軸１８の向きは逆方向であり、２つの電子１２は、２つの水素原子核１０によって共有される。このため、分子極性は生じない。なお、１６は、電子スピン軸を示している。

図３は、水に溶けないパラ型のＨ_２と、水に溶けるオルト型のＨ_２の模式図を表している。上記したように、−２７３℃の低温では、１００％が水に溶けないパラ型の水素分子、つまり、共有結合性水素化水素の状態にあり、この共有結合性水素化水素を水に入れても、Ｈ_２＝Ｈ・Ｈであり、電離しない。

一方、２５０℃以上の高温、無酸素還元状態では、１００％が水に溶けるオルト型の水素分子、つまりイオン結合性水素化水素の状態になる。パラ型の水素分子に太陽エネルギーｈｖを照射すると、水素分子は、パラ型からオルト型に変換され、太陽エネルギーｈｖの照射が止めれば、水素分子は、オルト型からパラ型に変換される。このことは、Michael Frunzi et al.: “A Photochemical On-Off Switch for Tuning the Equilibrium Mixture of H2 Nuclear Spin Isomers as a Function of Temperature”, Journal of the American Chemical Society (JACS),No.133,pp.14232-14235,2011によって実験されている。また、図２（Ａ）、図３に示すように、ＭＨまたはＭＨ_２（Ｍは金属の意味であり、ＭＨまたはＭＨ_２は水素化金属）の添加は、後述するように水素プラズマ場形成可能な場を誘導する。

次に、パラ型およびオルト型の水素分子の実験結果について説明する。なお、実験には、ＯＲＰ／ｐＨメーターには、東亜ＤＫＫ ＭＭ−６０Ｒを使用、溶存水素計には、東亜ＤＫＫ ＤＨ−３５Ａを使用。

実験用の水として、水に、パラ型の水素分子の水素ガスを添加したものを用いる。図４Ａは、パラ型の水素分子の水素ガスを水に添加したときの酸化還元電位（ＯＲＰ）とｐＨとの時間経過の関係を示し、図４Ｂは、図４Ａの水溶液における溶存水素とｐＨと時間経過の関係を示している。水素ガスを添加した時点でＯＲＰは一時的に小さくなるが、ＯＲＰはすぐに元の電位に戻っている。また、ｐＨの変化はほとんどない。水素ガスを添加したときに一時的に水素ガスが発生するが、その後は、水素ガスはほとんど発生しない。共有結合性水素分子は、水に入れても水素が電離することはなく、水素が水に溶けないことがわかる。

図５Ａは、水にオルト型の水素分子の水素ガスを添加したときの酸化還元電位（ＯＲＰ）とｐＨとの時間経過の関係を示し、図５Ｂは、図５Ａの水の溶存水素とｐＨとの時間経過の関係を示している。水素ガスを添加した時点でＯＲＰが小さくなり、その後、ＯＲＰは徐々に大きくなる。また、ｐＨは、水素ガスを添加したときｐＨ９程度になり、その後、徐々にｐＨ８程度に収束する。また、図５Ｂに示すように、８４時間を経過後、水素が徐々に発生し、その後２５０時間を経過しても水素は発生し続けた。すなわち、オルト型の水素分子は、水に入れると、水素分子が電離し、水に溶けることがわかる。

図６Ａは、図５Ａのようにオルト型の水素分子を水に添加し、かつその後に酸素ガスを添加したときのＯＲＰと溶存水素分子の時間経過を示している。酸素ガスを添加すると、その後、水に溶け込んだ水素分子が強制的に発生されることがわかる。水素分子の発生は、その後４０時間以上も継続された。

図６Ｂは、図５Ａのようにオルト型の水素分子を水に添加し、かつその後に酸化物（酸を含む物質）を添加すると、水に溶けていた水素分子が急激に大量に発生し、ピーク時には、８０ｐｐｂに達した。水素分子の発生は、その後、９０時間以上も継続された。従って、電離水素水中の溶存水素分子量は、測定時間中に発生する水素分子量の積算値が溶存水素分子量になる。

このように、イオン結合性の水素分子（オルト型）を水に入れると電離し、Ｈ_２⇔Ｈ^＋＋Ｈ⁻として安定し、電離水素水（プラズマウォーター）を形成する。一方、共有結合性の水素分子（パラ型）は、水に入れても水素が電離することはない。Ｈ_２＝Ｈ・Ｈであり、非電離水素水である。電離水素水は、常温、常圧で保存可能である。そして、この水の抗酸化能力は２年半以上維持していることが確認されている。

次に、本発明の実施例による水素プラズマ場の発生方法について説明する。先ず、オルト型の水素分子が溶けた溶液（例えば、水）として、電離水素水を用意する（Ｓ１０１）。電離水素水は、オルト型の水素分子またはイオン結合性の水素分子を含むものであり、液中において水素分子がＨ_２ ^０⇔Ｈ^＋＋Ｈ⁻に電離している。このような電離水素水は、例えば、ＣａＨ_２、ＭｇＨ_２などの水素化金属を水に添加することにより得ることができる。添加する水素化金属は、上記外にも、元素周期律表上に示されているアルカリ金属、アルカリ土金属、第１３族または第１４族の金属によるものであってもよい。

次に、電離水素水に太陽のエネルギーとしての超音波またはマイクロ波を照射する（Ｓ１０２）。太陽光を照射すること以外にも、人工的に生成された選択された波長の超音波またはマイクロ波を電離水素水に照射するようにしてもよい。電離水素水では、水素分子がＨ_２ ^０⇔Ｈ^＋＋Ｈ⁻に電離することで霧化粒子としてのマイクロバブルが形成される。電離水素水に超音波またはマイクロ波が照射されると、マイクロバブルは攪拌され（Ｓ１０３）、マイクロキャビテーションが起き（Ｓ１０４）、さらに細かなマイクロバブルが形成され（Ｓ１０５）、水素プラズマ形成可能な場（水素プラズマ分解と合成可能場）が誘導される（Ｓ１０６）。細かくなったマイクロバブルは再び結合して大きなマイクロバブルに成長し、一定大きさになると耐えられなくなると、マイクロバブルが破裂し、水素プラズマ場が発生する（Ｓ１０７）。これらのマイクロバブルの成長、破裂は、連鎖的に水中で生じる。このように電離水素水の液中で水素プラズマが形成可能な場が誘導され、霧化粒子化したマイクロバブルが弾けるとき、水素プラズマ場が形成される。

次に、本発明の水素プラズマ場発生方法をエマルジョンオイルの製造方法に適用した例について説明する。電離水素水中に水素プラズマ場を発生させることで、安定的に高品位のエマルジョンオイルを生成することができる。図８に示す写真は、ＣａＯとＭｇＯの重量比１:１で混合されたものを無酸素還元状態の雰囲気中で還元焼成して生成した５％のＣａＨ_２と５％のＣａＯと５％のＭｇＨ_２と５％のＭｇＯを、超純水に浸して出来た電離水素水の中に生じた大小様々な粒径をもつエマルジョンオイルを示している。ある粒子の径は、２０μｍであり、ある粒子の径は５０μｍである。なお、ここに示されるオイルエマルジョンは、界面活性剤または乳化剤等を添加することなく、電離水素水によってエマルジョン化されたものであることに留意すべきである。

図８に示すエマルジョンオイルに、太陽エネルギーとしての超音波またはマイクロ波を照射する。電離水素水は、上記したように水素プラズマ場の形成可能な場を誘導し、太陽エネルギーによって振動攪拌されたマイクロバブルが弾けたとき水素プラズマ場を形成させる。図９は、図８のエマルジョンオイルに太陽光を照射した後のエマルジョンオイルを示している。この写真からも明らかなように、水素プラズマ場の発生により粒子がより細かくなっていることがわかる。図の例では。１つの粒子の径は、約５μｍ程度である。

エマルジョンオイルは、太陽光を照射することで粒子径が細かくなるが、太陽エネルギーの照射を停止すると、エマルジョンオイルの粒子径は、元の状態に戻り、つまり図８に示すような比較的大きな粒径になる。従って、エマルジョンオイルへの太陽光の照射、あるいは人工的に生成されたマイクロ波や超音波の照射を制御することで、エマルジョンオイルの粒径を変化させることができる。

図１０（Ａ）は、本発明の実施例による水素プラズマ場発生装置の構成例を示すブロック図である。本実施例の水素プラズマ場発生装置は、少なくともオルト型の水素分子が溶けた電離水素水を保持する保持容器１００と、保持容器１００の電離水素水に超音波またはマイクロ波を照射する照射手段１１０と、照射手段１１０の照射を制御するコントローラ１２０とを含んで構成される。仮に、照射手段１１０が太陽エネルギーを利用した照射を行うのであれば、照射手段１１０は、太陽光を透過したりまたは遮光するシャッターを含むように構成される。コントローラ１３０は、シャッターの開閉や、シャッターの開閉時間を制御する。

図１０（Ｂ）は、本発明の実施例によるエマルジョン化装置の構成例を示すブロック図である。本実施例のエマルジョン化装置は、図１０（Ａ）の構成に加えて、油を注入する注入手段１３０を備える。油が常温で固形化している場合には、加熱することで液状化し、これを保持容器１００内の電離水素水と混ぜ合わせる。コントローラ１２０は、注入する油のタイミングおよび量などをバルブを介して制御する。

次に、本発明の第２の実施例の水素プラズマ場の発生方法について図１１のフローを参照して説明する。上記した図７に示す実施例と同様に、イオン結合性の水素分子、すなわちオルト型水素分子を含む電離水素水を用意する（Ｓ２０１）。このような電離水素水は、例えば、本発明者によって発明された特許第４４０４６５７号製法等に基づいて、水素化金属(ＭＨ_２またはＭＨ)を作製し、その水素化金属(ＭＨ_２またはＭＨ)を水道水等の水に懸濁することによっても得ることができる。これにより、水素プラズマ場が形成可能な水が誘導される（Ｓ２０２）。

次に、水素プラズマ場が形成可能な水に、真空紫外光（例えば、アルゴンエキシマランプ紫外光（ＵＶ）ランプ（波長１９３nm）の市販のＵＶランプ）を照射すると（Ｓ２０３）、溶存酸素ゼロもしくは溶存酸素がほとんど存在しないアルカリ還元性ミネラルイオン水が得られる（Ｓ２０４）。言い換えれば、電離水素水である、水素分子をＨ₂ ⁰ ⇔ Ｈ^＋＋Ｈ⁻として溶存する水素プラズマウォーターを得ることができる。水素プラズマ場が誘導された水は、太陽の光または真空紫外光ランプに含まれる波長１９３ｎｍ＝振動数５０ＧＨｚ（水素の振動数）の光エネルギーによって、水の光分解を引き起こし、水素ガス(４Ｈ_２↑)と酸素ガス(Ｏ_２↑)になり気化し、その後に６個の電子を水の中に残し、アルカリ還元性の水になる。この水の中は、溶存酸素がゼロか、あるいはほとんど存在しない。このような電離水素水に太陽光を照射したとき、溶存酸素がゼロあるいはほぼ存在しないことが実験により確認された。

図１１（Ｂ）は、本発明の第２の実施例の別の例を示している。図１１（Ｂ）のフローでは、水素プラズマ形成可能な場の誘導に、図７に示した第１の実施態様のときと同様のプロセスを用いるものである。つまり、イオン結合された水素分子（オルト型の水素分子）を含む溶液に、マイクロ波を照射してマイクロバブルを形成し（Ｓ２０１Ａ）、水素プラズマ可能な場を形成する（Ｓ２０２）。このマイクロ波は、少なくとも波長１９３ｎｍを含む。以後のステップは、図１１（Ａ）のときと同様に、波長１９３ｎｍまたは振動数５０ＧＨｚの真空紫外光を照射することで（Ｓ２０３）、溶存酸素がゼロの真空状態の電離水素水（水素プラズマウォーター）が生成される（Ｓ２０４）。

本発明の第２の実施例による水素発生方法は、図１０（Ａ）に示す水素プラズマ場発生装置を用いることができる。この場合、照射手段１１０には、少なくとも波長１９３ｎｍの真空紫外光を含む光源として、好ましくはエキシマレーザＵＶランプが用いられる。さらに本発明の第２の実施態様は、図１０（Ｂ）に示すようなエマルジョン化装置にも適用することが可能である。

このように本発明によれば、従来の高温、高圧の大気中で発生される水素プラズマ場とは全く異なる系である、常温、常圧、真空の水中または液中において、水素プラズマ場を発生させることができる。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。本発明の第３の実施例は、第１および第２の実施例で説明した水素プラズマ場の形成を可能にした電離水素水を利用した太陽光発電に関する。上記したように、１９３ｎｍ（５０ＧＨｚ）のマイクロ波は、２個の水素原子と１個の酸素原子の電子を介した結合を切断するのに十分なエネルギーを持っているので、その波長に相当する真空紫外線を、溶存酸素ゼロの電離水素水に照射すると実質的に水の光分解をお越し、霧化粒子が発生し、水の蒸発を起こす。そのとき、電離水素水の中は、水分子を繋ぎとめていた電子の行く場がないため残り、電子リッチな電離水素水、つまり水素プラズマプラスウォーターになる。

この原理を利用して、例えば、陽イオンリッチな人工海水と電子リッチな電離水素水（水素プラズマウォーター）を容器内に収容し、陽極に例えば銅（Ｃｕ）板、陰極に例えばマグネシウム（Ｍｇ）板を用い、太陽光を照射すると、電極間に電位差が生じ、電流が流れる。図１２（Ａ）は、水素プラズマの発生を利用した太陽光発電の原理を説明する図である。同図において、容器３００内には、水素プラズマ場が形成可能な電離水素水３１０が収容され、そこに陰極３２０が浸漬される。好ましい態様では、容器３００は、少なくとも１９３ｎｍの波長を透過する透明な材料から構成され、さらに好ましい態様では、容器３００は、太陽光を透明する材料から構成される。他方、容器４００内には、陽イオンがリッチな人工海水４１０が収容され、そこに陽極４２０が浸漬される。

電子水素水３１０に、１９３ｎｍの波長を含む太陽光３３０が照射されると、上記したように、水素プラズマ場が誘導された水は、波長１９３ｎｍ（振動数５０ＧＨｚ）の光エネルギーによって、光分解を引き起こされ、水素ガス(４Ｈ_２↑)と酸素ガス(Ｏ_２↑)になり気化し、その後に６個の電子を水の中に残された電子リッチな電離水素水となる。こうして、陽極４２０と陰極３２０とを導電で繋げば、電流が流れる。また、図１２（Ｂ）に示すように、両電極間に、コンデンサ等の蓄電素子または蓄電装置５００を接続することで、蓄電素子に電荷を蓄積し、蓄電された電力を用いて負荷を電気的に駆動することができる。

このように水素プラズマ場を形成可能な電離水素水において、そこに太陽光を照射することで水素プラズマ場を発生させ、電離水素水を電子リッチな状態にすることで、太陽光を１００％利用した発電が可能になる。なお、上記実施例では、陽イオンリッチな水として人工海水を用いたが、人工海水に限らず、他の陽イオンを含む水を用いることが可能である。

本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は、特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０：水素原子核
１２：電子
１４：分子極性
１６：電子スピン軸
１８：核スピン軸
３００、４００：容器
３１０：電離水素水
３２０：陰極
３３０：太陽光
４１０：陽イオンリッチな人工海水
４２０：陽極
５００：蓄電素子

一方、２５０℃以上の高温、無酸素還元状態では、１００％が水に溶けるオルト型の水素分子、つまりイオン結合性水素化水素の状態になる。パラ型の水素分子に太陽エネルギーｈｖを照射すると、つまり、水素分子は、フラーレンＣ７０の触媒によってパラ型からオルト型に変換され、太陽エネルギーｈｖの照射が止めれば、水素分子は、オルト型からパラ型に変換される。このことは、Michael Frunzi et al.: “A Photochemical On-Off Switch for Tuning the Equilibrium Mixture of H2 Nuclear Spin Isomers as a Function of Temperature”, Journal of the American Chemical Society (JACS),No.133,pp.14232-14235,2011によって実験されている。また、図２（Ａ）、図３に示すように、ＭＨまたはＭＨ_２（Ｍは金属の意味であり、ＭＨまたはＭＨ_２は水素化金属）の添加は、後述するように水素プラズマ場形成可能な場を誘導する。

図５Ａは、オルト型の水素分子を含む水（電離水素水）に水素ガスを添加したときの酸化還元電位（ＯＲＰ）とｐＨとの時間経過の関係を示し、図５Ｂは、図５Ａの水の溶存水素とｐＨとの時間経過の関係を示している。水素ガスを添加した時点でＯＲＰが小さくなり、その後、ＯＲＰは徐々に大きくなる。また、ｐＨは、水素ガスを添加したときｐＨ９程度になり、その後、徐々にｐＨ８程度に収束する。

次に、電離水素水に太陽のエネルギーとしての紫外線または紫外線ランプを照射する（Ｓ１０２）。太陽光を照射すること以外にも、人工的に生成された選択された波長の超音波またはマイクロ波を電離水素水に照射するようにしてもよい。電離水素水では、水素分子がＨ_２ ^０⇔Ｈ^＋＋Ｈ⁻に電離することで霧化粒子としてのマイクロバブルが形成される。電離水素水に超音波またはマイクロ波が照射されると、マイクロバブルは攪拌され（Ｓ１０３）、マイクロキャビテーションが起き（Ｓ１０４）、さらに細かなマイクロバブルが形成され（Ｓ１０５）、水素プラズマ形成可能な場（水素プラズマ分解と合成可能場）が誘導される（Ｓ１０６）。細かくなったマイクロバブルは再び結合して大きなマイクロバブルに成長し、一定大きさになると耐えられなくなると、マイクロバブルが破裂し、水素プラズマ場が発生する（Ｓ１０７）。これらのマイクロバブルの成長、破裂は、連鎖的に水中で生じる。このように電離水素水の液中で水素プラズマが形成可能な場が誘導され、霧化粒子化したマイクロバブルが弾けるとき、水素プラズマ場が形成される。

次に、水素プラズマ場が形成可能な水に、真空紫外光（例えば、アルゴンエキシマランプ紫外光（ＵＶ）ランプ（波長１９３nm）の市販のＵＶランプ）を照射すると（Ｓ２０３）、溶存酸素ゼロもしくは溶存酸素がほとんど存在しないアルカリ還元性ミネラルイオン水が得られる（Ｓ２０４）。言い換えれば、電離水素水である、水素分子をＨ₂ ⁰ ⇔ Ｈ^＋＋Ｈ⁻として溶存する水素プラズマウォーターを得ることができる。水素プラズマ場が誘導された水は、太陽の光または真空紫外光ランプに含まれる波長１９３ｎｍ＝振動数１．５５×１０ ^６ ＧＨｚ（水素の振動数）の光エネルギーによって、水の光分解を引き起こし、水素ガス(４Ｈ_２↑)と酸素ガス(Ｏ_２↑)になり気化し、その後に６個の電子を水の中に残し、アルカリ還元性の水になる。この水の中は、溶存酸素がゼロか、あるいはほとんど存在しない。このような電離水素水に太陽光を照射したとき、溶存酸素がゼロあるいはほぼ存在しないことが実験により確認された。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。本発明の第３の実施例は、第１および第２の実施例で説明した水素プラズマ場の形成を可能にした電離水素水を利用した太陽光発電に関する。上記したように、１９３ｎｍのマイクロ波は、２個の水素原子と１個の酸素原子の電子を介した結合を切断するのに十分なエネルギーを持っているので、その波長に相当する真空紫外線を、溶存酸素ゼロの電離水素水に照射すると実質的に水の光分解を起こし、霧化粒子が発生し、水の蒸発を起こす。そのとき、電離水素水の中は、水分子を繋ぎとめていた電子の行く場がないため残り、電子リッチな電離水素水、つまり水素プラズマプラスウォーターになる。

電離水素水３１０に、１９３ｎｍの波長を含む太陽光３３０が照射されると、上記したように、水素プラズマ場が誘導された水は、波長１９３ｎｍ（振動数５０ＧＨｚ）の光エネルギーによって、光分解を引き起こされ、水素ガス(４Ｈ_２↑)と酸素ガス(Ｏ_２↑)になり気化し、その後に６個の電子を水の中に残された電子リッチな電離水素水となる。こうして、陽極４２０と陰極３２０とを導電で繋げば、電流が流れる。また、図１２（Ｂ）に示すように、両電極間に、コンデンサ等の蓄電素子または蓄電装置５００を接続することで、蓄電素子に電荷を蓄積し、蓄電された電力を用いて負荷を電気的に駆動することができる。

Claims (9)

1. オルト型水素分子またはイオン結合性水素化水素が溶けた電離水素水に少なくとも１９３ｎｍを含む光を照射し、当該電子水素水と陽イオンを含む水との間に電位差を発生させ、発電を行う発電方法。
2. 前記光は、太陽光である、請求項１に記載の発電方法。
3. 前記光は、真空紫外光である、請求項１に記載の発電方法。
4. 前記電離水素水には陰極が浸漬され、前記陽イオンを含む水には陽極が浸漬され、両電極間に電位差を発生させる、請求項１に記載の発電方法。
5. 前記陽イオンを含む水は、海水である、請求項１に記載の発電方法。
6. オルト型水素分子またはイオン結合性水素化水素が溶けた電離水素水を収容する第１の収容手段と、
   陽イオンを含む水を収容する第２の収容手段と、
   前記第１の収容手段内に設けられた第１の電極と、
   前記第２の収容手段内に設けられた第２の電極と、
   前記電離水素水に少なくとも１９３ｎｍを含む光を照射する照射手段と、
   を有する発電装置。
7. 前記第１の収容手段は、少なくとも１９３ｎｍの波長を透過する材料を含み、前記照射手段は、前記透過する材料を介して光を照射する、請求項６に記載の発電装置。
8. 前記照射手段は、太陽光を照射する、請求項６または７に記載の発電装置。
9. 発電装置はさらに、前記第１および第２の電極に電気的に結合された蓄電素子を含む、請求項６に記載の発電装置。