“如果使用鎂，就可以在沙漠地區(qū)利用豐富且穩(wěn)定的太陽(yáng)能”——日本東北大學(xué)未來(lái)科學(xué)技術(shù)共同研究中心教授小濱泰昭提出了通過(guò)鎂（Mg）燃料電池來(lái)利用太陽(yáng)能的新構(gòu)想，目前正面向?qū)嵱没�推進(jìn)開發(fā)。小濱教授在2013年7月2日于東京舉行的“第43屆可靠性與維護(hù)性研討會(huì)”（主辦方：日本科學(xué)技術(shù)聯(lián)盟）上的特別演講中，介紹了這一構(gòu)想。

鎂燃料電池（也叫鎂空氣電池）是金屬空氣電池的一種，是用鎂作負(fù)極、用空氣中的氧氣作為正極物質(zhì)的一次性電池。利用的是鎂與氫氧根離子結(jié)合后會(huì)釋放電子的現(xiàn)象，用完后負(fù)極的鎂會(huì)變成氫氧化鎂。

小濱教授的設(shè)想是，使用沙漠中的太陽(yáng)能，對(duì)在日本使用過(guò)的鎂燃料電池的電極進(jìn)行熱還原，回收鎂。也就是說(shuō)，利用沙漠中的豐富太陽(yáng)能得到鎂，把鎂運(yùn)到日本，用完后回收，再運(yùn)到沙漠中利用太陽(yáng)能進(jìn)行提煉，得到能再次用作電極的鎂。而且，據(jù)小濱教授介紹，如果使用日本的工廠及垃圾焚燒廠的廢熱及生物質(zhì)燃料等，還有望在日本進(jìn)行氫氧化鎂的熱還原。

其實(shí)，鎂燃料電池本身并不新奇。由于其能量密度大于鋰離子充電電池，以前曾備受關(guān)注，但鎂不僅易燃，而且會(huì)溶解于作為電解液的食鹽水中，因此安全性及長(zhǎng)期使用性能成了實(shí)用化的課題。

小濱教授等人解決了這個(gè)問(wèn)題，小濱教授以前一直在開發(fā)利用地面效應(yīng)（飛行在地面附近的飛行器會(huì)產(chǎn)生巨大升力的現(xiàn)象）的高速運(yùn)輸系統(tǒng)，但他發(fā)現(xiàn)，為實(shí)現(xiàn)車身輕量化而使用的阻燃性鎂合金可以作為鎂燃料電池的負(fù)極使用。于是，小濱教授與日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)總合研究所、古河電池、日本素材（總部：仙臺(tái)市）等合作，使用這種添加了鋁和鈣的阻燃性鎂合金，開發(fā)出了高性能鎂燃料電池，而且還提出了通過(guò)熱還原把用完后變成氫氧化鎂的負(fù)極再次制成鎂的技術(shù)方案。這種熱還原技術(shù)利用的是用凹面反射鏡聚集太陽(yáng)光、從而獲得高溫太陽(yáng)爐。據(jù)介紹，如果能夠獲得1200℃左右的溫度，就能進(jìn)行熱還原。小濱教授等人還實(shí)施了使用直徑1.5m左右的太陽(yáng)爐將用過(guò)的氫氧化鎂以金屬鎂箔的形式回收的實(shí)驗(yàn)。

小濱教授說(shuō)，“鎂不像核電那樣存在風(fēng)險(xiǎn)，也不會(huì)像化石燃料那樣會(huì)枯竭，而且完全不存在溫室氣體排放等環(huán)境問(wèn)題，是一種清潔燃料”。鎂在海水中的含量也十分豐富。使用鎂發(fā)電，可有效地將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電力，小濱教授將這種體系稱為“燃料耕種”。與已經(jīng)實(shí)用化的氫燃料電池相比，鎂燃料電池能以很少的量獲得同等的發(fā)電量，而且容易搬運(yùn)，因此具有優(yōu)勢(shì)。據(jù)小濱教授推算，28.4g鎂獲得的能量與60L氫氣獲得的能量相同。

(關(guān)鍵字：鎂 燃料電池 日本東北大學(xué))