特開 2024-2520 発電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024002520

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】発電システム

(51)【国際特許分類】

   F01K 17/06 20060101AFI20231228BHJP

   F01K 9/00 20060101ALI20231228BHJP

   F01K 23/04 20060101ALI20231228BHJP

【ＦＩ】

F01K17/06

F01K9/00 D

F01K23/04 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022101751

(22)【出願日】2022-06-24

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】崔 原栄

(72)【発明者】

【氏名】藤森 俊郎

【テーマコード（参考）】

3G081

【Ｆターム（参考）】

3G081BA02

3G081BB07

3G081BC02

3G081BC04

3G081BD01

(57)【要約】

【課題】エネルギ効率を向上することができる発電システムを提供すること。
【解決手段】発電システム１０は、アンモニアを含む燃料を燃焼するボイラ３と、ボイラ３と循環的に接続され、ボイラ３からの蒸気によって駆動される第１タービン４１と、ボイラ３および第１タービン４１と循環的に接続される復水器６であって、第１タービン４１から排出される蒸気を冷却し、凝縮された水をボイラ３に供給する、復水器６と、アンモニア供給源１およびボイラ３と接続される気化器２であって、アンモニア供給源１からの液体アンモニアを加熱し、加熱されたアンモニアをボイラ３に供給する、気化器２と、復水器６における蒸気と気化器２における液体アンモニアとの間の温度差によって駆動される発電部７と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニアを含む燃料を燃焼するボイラと、
前記ボイラと循環的に接続され、前記ボイラからの蒸気によって駆動される第１タービンと、
前記ボイラおよび前記第１タービンと循環的に接続される復水器であって、前記第１タービンから排出される蒸気を冷却し、凝縮された水を前記ボイラに供給する、復水器と、
アンモニア供給源および前記ボイラと接続される気化器であって、前記アンモニア供給源からの液体アンモニアを加熱し、加熱されたアンモニアを前記ボイラに供給する、気化器と、
前記復水器における前記蒸気と前記気化器における前記液体アンモニアとの間の温度差によって駆動される発電部と、
を備える、発電システム。

【請求項2】

前記復水器は、熱媒体によって、前記蒸気を冷却し、
前記気化器は、前記復水器において加熱された前記熱媒体によって、前記液体アンモニアを加熱し、
前記発電部は、前記復水器および前記気化器での前記熱媒体の体積変化に基づいて回転される、発電機を含む、請求項１に記載の発電システム。

【請求項3】

前記発電システムは、前記復水器と、前記気化器と、前記発電機に連結される第２タービンとを含み、前記復水器、前記気化器および前記第２タービンが互いに循環的に接続される、ランキンサイクルを備え、
前記熱媒体は、前記第１タービンから排出される前記蒸気の温度よりも低くかつ液体アンモニアの温度よりも高い沸点を有する流体であり、
前記復水器は、前記蒸気によって前記流体を加熱し、
前記第２タービンは、前記復水器から供給される気化された前記流体によって回転され、
前記気化器は、前記第２タービンから排出される気化された前記流体を前記液体アンモニアによって冷却する、
請求項２に記載の発電システム。

【請求項4】

前記ランキンサイクルは、前記流体として有機媒体を使用するオーガニックランキンサイクルである、請求項３に記載の発電システム。

【請求項5】

前記発電システムは、前記復水器と、前記気化器と、前記発電機に連結されるクランクシャフトとを含み、前記復水器および前記気化器が互いに接続される、スターリングエンジンを備え、
前記熱媒体は、気体であり、
前記復水器は、前記蒸気によって前記気体を加熱し、
前記気化器は、前記液体アンモニアによって前記気体を冷却し、
前記クランクシャフトは、前記復水器における前記気体の膨張および前記気化器における前記気体の収縮によって回転される、
請求項２に記載の発電システム。

【請求項6】

前記発電部は、前記復水器に熱的に結合される第１電極と、前記気化器に熱的に結合される第２電極と、前記第１電極および前記第２電極の間に配置される２種類の異なる半導体または金属と、を含み、前記第１電極と前記第２電極との間の温度差によって起電力を生じる、熱電変換素子を含む、請求項１に記載の発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

アンモニアは、ＣＯ_２を放出しない燃料として知られている。例えば、特許文献１は、アンモニアを燃料として使用する熱サイクル設備を開示する。この設備では、アンモニアは液体状態で貯蔵される。液体アンモニアは気化され、ボイラにおいて気体状態で燃焼される。ボイラからの水蒸気は、タービンおよび発電機を回転させる。水蒸気は、復水器において水に凝縮される。この文献では、アンモニアを気化するために、復水器を通る水蒸気の熱が使用される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１２３７５６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような設備では、エネルギ効率をさらに向上することが望まれる。

【0005】

本開示は、エネルギ効率を向上することができる発電システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様に係る発電システムは、アンモニアを含む燃料を燃焼するボイラと、ボイラと循環的に接続され、ボイラからの蒸気によって駆動される第１タービンと、ボイラおよび第１タービンと循環的に接続される復水器であって、第１タービンから排出される蒸気を冷却し、凝縮された水をボイラに供給する、復水器と、アンモニア供給源およびボイラと接続される気化器であって、アンモニア供給源からの液体アンモニアを加熱し、加熱されたアンモニアをボイラに供給する、気化器と、復水器における蒸気と気化器における液体アンモニアとの間の温度差によって駆動される発電部と、を備える。

【0007】

復水器は、熱媒体によって、蒸気を冷却してもよく、気化器は、復水器において加熱された熱媒体によって、液体アンモニアを加熱してもよく、発電部は、復水器および気化器における熱媒体の体積変化に基づいて回転される、発電機を含んでもよい。

【0008】

発電システムは、復水器と、気化器と、発電機に連結される第２タービンとを含み、復水器、気化器および第２タービンが互いに循環的に接続される、ランキンサイクルを備えてもよく、熱媒体は、第１タービンから排出される蒸気の温度よりも低くかつ液体アンモニアの温度よりも高い沸点を有する流体であってもよい。この場合、復水器は、蒸気によって流体を加熱し、第２タービンは、復水器から供給される気化された流体によって回転され、気化器は、第２タービンから排出される気化された流体を液体アンモニアによって冷却する。

【0009】

ランキンサイクルは、流体として有機媒体を使用するオーガニックランキンサイクルであってもよい。

【0010】

発電システムは、復水器と、気化器と、発電機に連結されるクランクシャフトとを含み、復水器および気化器が互いに接続される、スターリングエンジンを備えてもよく、熱媒体は、気体であってもよい。この場合、復水器は、蒸気によって気体を加熱し、気化器は、液体アンモニアによって気体を冷却し、クランクシャフトは、復水器における気体の膨張および気化器における気体の収縮によって回転される。

【0011】

発電部は、復水器に熱的に結合される第１電極と、気化器に熱的に結合される第２電極と、第１電極および第２電極の間に配置される２種類の異なる半導体または金属と、を含み、第１電極と第２電極との間の温度差によって起電力を生じる、熱電変換素子を含んでもよい。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、エネルギ効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１は、第１実施形態に係る発電システムを示す概略図である。

【図2】図２は、第２実施形態に係る発電システムを示す概略図である。

【図3】図３は、第３実施形態に係る発電システムを示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料および数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0015】

図１は、第１実施形態に係る発電システム１０を示す概略図である。以下、発電システム１０は、単に「システム」とも称され得る。図１において、実線の矢印は液体の流れを示し、破線の矢印は気体の流れを示す。システム１０は、例えば、タンク（アンモニア供給源）１と、気化器２と、ボイラ３と、第１タービン発電機４と、第１復水器５と、第２復水器６と、ランキンサイクル５０と、を備える。システム１０の構成要素はこれらに限定されず、システム１０は、その他の構成要素をさらに備えてもよい。

【0016】

タンク１は、アンモニアを貯蔵する。具体的には、タンク１は、液体アンモニアを貯蔵する。タンク１は、流路Ｌ１によって気化器２に接続される。タンク１内の液体アンモニアは、流路Ｌ１によって気化器２に供給される。流路Ｌ１には、液体アンモニアを送るための第１ポンプＰ１が設けられる。

【0017】

気化器２は、ランキンサイクル５０を循環する詳しくは後述の熱媒体によって、タンク１からの液体アンモニアを加熱する。気化器２は、熱媒体と液体アンモニアとの間で熱交換する。加熱された液体アンモニアは、気体アンモニアへと気化する。気化器２は、流路Ｌ２によってボイラ３に接続される。気化したアンモニアは、流路Ｌ２によってボイラ３に供給される。

【0018】

ボイラ３は、気化器２からの気体アンモニアを含む燃料を燃焼する。例えば、ボイラ３は、アンモニアと、例えば微粉炭等の他の燃料と、を含む混合燃料を燃焼してもよい。また、例えば、ボイラ３は、アンモニアのみを燃焼してもよい。また、例えば、ボイラ３は、必要に応じて、アンモニア以外の他の燃料のみを燃焼してもよい。ボイラ３は、燃焼による熱によって水を加熱し、水蒸気を生成する。

【0019】

第１タービン発電機４は、第１タービン４１と、第１発電機４２と、を含む。

【0020】

第１タービン４１は、循環流路Ｌ３によって、ボイラ３に循環的に接続される。ボイラ３で生成された水蒸気は、循環流路Ｌ３によって第１タービン４１に供給される。第１タービン４１は、ボイラ３からの水蒸気によって回転させられる。第１発電機４２は、第１タービン４１に連結される。第１発電機４２は、第１タービン４１と共に回転し発電する。

【0021】

第１復水器５および第２復水器６は、循環流路Ｌ３によって、第１タービン４１に循環的に接続される。具体的には、本実施形態では、循環流路Ｌ３は、第１タービン４１の下流の位置で、流路Ｌ３１および流路Ｌ３２に分岐する。なお、分岐点には、流路Ｌ３１および流路Ｌ３２を流れる蒸気の流量を調整する不図示のバルブが設けられてもよい。第１復水器５は、流路３１に配置され、第２復水器６は、流路３２に配置される。すなわち、本実施形態では、第１復水器５および第２復水器６は、互いに並列に第１タービン４１に接続される。流路Ｌ３１および流路Ｌ３２は、第１復水器５および第２復水器６の下流の位置で、互いに合流する。

【0022】

第１復水器５および第２復水器６の各々は、第１タービン４１から排出される蒸気を冷却する。蒸気は、水へと凝縮する。凝縮した水は、ボイラ３へと再び供給され、水蒸気へと加熱される。

【0023】

例えば、第１復水器５は、外部からの水、例えば、海水、河川の水または水道水等を、蒸気の冷却に使用してもよい。第１復水器５は、蒸気と外部からの水との間で熱交換する。第２復水器６は、上記のランキンサイクル５０を循環する熱媒体を、蒸気の冷却に使用する。第２復水器６は、蒸気と熱媒体との間で熱交換する。

【0024】

循環流路Ｌ３には、水を循環させるための第２ポンプＰ２が設けられる。

【0025】

続いて、ランキンサイクル５０について説明する。

【0026】

ランキンサイクル５０は、上記の第２復水器（蒸発器）６および気化器（凝縮器）２と、第２タービン発電機（発電部）７と、を含む。第２タービン発電機７は、第２タービン７１と、第２発電機７２と、を含む。

【0027】

第２タービン７１は、循環流路Ｌ４によって、第２復水器６に循環的に接続される。この循環流路Ｌ４は、第２復水器６、第２タービン７１および気化器２を循環的に接続する。循環流路Ｌ４には、熱媒体が流れる。熱媒体として使用される流体は、第１タービン４１から排出される蒸気の温度よりも低くかつ液体アンモニアの温度よりも高い沸点、例えば－２６．５℃～－１．４℃の沸点を有する。このような熱媒体は、有機媒体でもよく、例えばＲ１３４ａ、Ｒ２２７ｅａ、Ｒ２３６ｆａおよびＲ１２３４ｚｅを含む。本実施形態では、ランキンサイクル５０は、流体として有機媒体を使用するオーガニックランキンサイクルである。他の実施形態では、ランキンサイクル５０は、オーガニックランキンサイクルでなくてもよく、この場合、流体は超臨界二酸化炭素などであってもよい。

【0028】

循環流路Ｌ４には、熱媒体を循環させるための第３ポンプＰ３が設けられる。

【0029】

上記のように、第２復水器６は、循環流路Ｌ４を流れる熱媒体によって、循環流路Ｌ３を流れる蒸気、より詳しくは流路Ｌ３２を流れる蒸気を冷却する。言い換えると、第２復水器６において、循環流路Ｌ４を流れる熱媒体は、循環流路Ｌ３を流れる蒸気によって加熱され、気体へと気化される。したがって、熱媒体に着目する場合には、第２復水器６は、熱媒体の「蒸発器」として機能する。気化によって熱媒体は膨張し、熱媒体の体積が増加する。気化した熱媒体は、循環流路Ｌ４によって、第２タービン７１に供給される。

【0030】

第２タービン７１は、第２復水器６からの気化した熱媒体によって回転させられる。第２発電機７２は、第２タービン７１に連結される。第２発電機７２は、第２タービン７１と共に回転し発電する。したがって、システム１０では、第１発電機４２に加えて、第２発電機７２においても電力が生成される。

【0031】

気化器２は、第２タービン７１から排出される熱媒体によって、液体アンモニアを加熱する。言い換えると、気化器２において、熱媒体は、液体アンモニアによって冷却され、液体へと凝縮される。したがって、熱媒体に着目する場合には、気化器２は、熱媒体の「凝縮器」として機能する。凝縮によって熱媒体は収縮し、熱媒体の体積が減少する。凝縮された熱媒体は、復水器６へと再び供給され、気化される。

【0032】

以上のようなシステム１０は、アンモニアを含む燃料を燃焼するボイラ３と、ボイラ３と循環的に接続され、ボイラ３からの蒸気によって駆動される第１タービン４１と、ボイラ３および第１タービン４１と循環的に接続される第２復水器６であって、第１タービン４１から排出される蒸気を冷却し、凝縮された水をボイラ３に供給する、第２復水器６と、タンク１およびボイラ３と接続される気化器２であって、タンク１からの液体アンモニアを加熱し、加熱されたアンモニアをボイラ３に供給する、気化器２と、第２復水器６における蒸気と気化器２における液体アンモニアとの間の温度差によって駆動される第２タービン発電機７と、を備える。このような構成によれば、第１タービン４１から排出される蒸気の熱を液体アンモニアの気化に使用することができ、さらに、これら蒸気および液体アンモニアの間の温度差を、第２タービン発電機７における発電に使用することができる。したがって、エネルギ効率を向上することができる。

【0033】

また、システム１０では、第２復水器６は、熱媒体によって、蒸気を冷却し、気化器２は、第２復水器６において加熱された熱媒体によって、液体アンモニアを加熱し、第２タービン発電機７は、第２復水器６で膨張されかつ気化器２で収縮される熱媒体の体積変化に基づいて回転される、第２発電機７２を含む。このような構成によれば、熱媒体の体積変化を第２発電機７２の駆動に使用することができる。

【0034】

また、システム１０は、第２復水器６と、気化器２と、第２発電機７２に連結される第２タービン７１と、を含み、第２復水器６、気化器２および第２タービン７１が互いに循環的に接続される、ランキンサイクル５０を備え、熱媒体は、第１タービン４１から排出される蒸気の温度よりも低くかつ液体アンモニアの温度よりも高い沸点を有する流体である。第２復水器６は、蒸気によって流体を加熱し、第２タービン７１は、第２復水器６から供給される気化された流体によって回転され、気化器２は、第２タービン７１から排出される気化された流体を液体アンモニアによって冷却する。このような構成によれば、第１タービン４１から排出される蒸気の温度よりも低い沸点を有する流体が、熱媒体として使用される。したがって、第１タービン４１から排出される蒸気の温度が比較的低い場合であっても、第２発電機７２を駆動することができる。

【0035】

また、システム１０では、ランキンサイクル５０は、流体として有機媒体を使用するオーガニックランキンサイクルである。このような構成によれば、液体アンモニアと復水器の温度差から追加で電力を得ることができる。

【0036】

続いて、他の実施形態について説明する。

【0037】

図２は、第２実施形態に係る発電システム１０Ａを示す概略図である。システム１０Ａは、システム１０Ａがランキンサイクル５０に代えて１つまたは複数のスターリングエンジン５０Ａを備える点で、第１実施形態に係るシステム１０と異なる。システム１０Ａは、その他の点については、第１実施形態に係るシステム１０と同じであってもよい。図２には、単一のスターリングエンジン５０Ａが示されるが、システム１０Ａは、複数のスターリングエンジン５０Ａを備えてもよい。

【0038】

例えば、気化器２は、シリンダ２１と、ピストン２２と、を含む。シリンダ２１およびピストン２２は、チャンバ２３を画定する。第２復水器６は、シリンダ６１と、ピストン６２と、を含む。シリンダ６１およびピストン６２は、チャンバ６３を画定する。なお、図２では、ピストン２２は上死点に位置し、ピストン６２は下死点に位置する。

【0039】

チャンバ２３およびチャンバ６３は、流路Ｌ５で互いに接続される。チャンバ２３、チャンバ６３および流路Ｌ５には、熱媒体が充填される。熱媒体は、例えば水素、ヘリウムまたは空気等の気体である。

【0040】

ピストン２２は、コネクティングロッド２４によってクランクシャフトＣＳに連結される。ピストン６２は、コネクティングロッド６４によってクランクシャフトＣＳに連結される。第２発電機７２は、クランクシャフトＣＳに連結される。

【0041】

第２復水器６は、チャンバ６３内の熱媒体によって、循環流路Ｌ３を流れる蒸気、より詳しくは流路Ｌ３２を流れる蒸気を冷却する。第２復水器６は、蒸気と熱媒体との間で熱交換する。言い換えると、第２復水器６において、チャンバ６３内の熱媒体は、蒸気によって加熱され膨張する。したがって、熱媒体に着目する場合には、第２復水器６は、熱媒体の「高温部」として機能する。膨張に伴って、熱媒体の体積は増加する。

【0042】

気化器２は、チャンバ２３内の熱媒体、すなわち、第２復水器６のチャンバ６３において加熱された熱媒体によって、液体アンモニアを加熱する。気化器２は、熱媒体と液体アンモニアとの間で熱交換する。言い換えると、気化器２において、チャンバ２３内の熱媒体は、液体アンモニアによって冷却され収縮する。したがって、熱媒体に着目する場合には、気化器２は、熱媒体の「低温部」として機能する。収縮に伴って、熱媒体の体積が減少する。

【0043】

図２に示されるように、ピストン２２が上死点に位置し、ピストン６２が下死点に位置する場合、チャンバ６３内の膨張する熱媒体は、ピストン６２を上死点に向かって押す。また、ピストン２２は、コネクティングロッド６４、２４を介して、ピストン６２によって下死点に向かって押される。さらに、チャンバ２３内の熱媒体は、冷却されて収縮する。したがって、ピストン２２は下死点に向かって移動する。

【0044】

ピストン６２が上死点に達すると、膨張する熱媒体は、もはやピストン６２を押すことができない。膨張する熱媒体は、流路Ｌ５を通して、チャンバ６３からチャンバ２３に向かって流れる。

【0045】

チャンバ２３内の熱媒体は冷却される一方で、上記のように、第２復水器６のチャンバ６３からは、膨張する熱媒体がチャンバ２３に供給される。したがって、チャンバ６３内の熱媒体が増加する。増加する熱媒体によって、ピストン２２は下死点から上死点に向かって押される。また、ピストン６２は、コネクティングロッド２４，６４を介して、ピストン２２によって下死点に向かって押される。

【0046】

ピストン２２が上死点に達すると、チャンバ２３内の熱媒体は、もはやピストン２２を押すことができない。したがって、チャンバ２３内の熱媒体は冷却されて収縮する。また、第２復水器６では、チャンバ６３内の膨張する熱媒体が、ピストン６２を上死点に向かって再び押す。

【0047】

以上のようなピストン２２，６２の往復運動は、クランクシャフトＣＳの回転運動に変換される。したがって、クランクシャフトＣＳによって第２発電機７２が回転され、電気が生成される。このように、システム１０Ａでは、第２発電機７２が発電部として機能する。

【0048】

以上のようなシステム１０Ａは、第１実施形態に係るシステム１０と同様に、第１タービン４１から排出される蒸気の熱を液体アンモニアの気化に使用することができ、さらに、これら蒸気および液体アンモニアの間の温度差を、第２発電機７２における発電に使用することができる。したがって、エネルギ効率を向上することができる。また、システム１０Ａは、第１実施形態に係るシステム１０と同様に、熱媒体の体積変化を、第２発電機７２の駆動に使用することができる。

【0049】

また、システム１０Ａは、第２復水器６と、気化器２と、第２発電機７２に連結されるクランクシャフトＣＳと、を含み、第２復水器６および気化器２が互いに接続される、スターリングエンジン５０Ａを備え、熱媒体は、気体である。第２復水器６は、蒸気によって気体を加熱し、気化器２は、液体アンモニアによって気体を冷却し、クランクシャフトＣＳは、第２復水器６における気体の膨張および気化器２における気体の収縮によって回転される。スターリングエンジンは、高効率で熱エネルギを力学的エネルギに変換できる可能性を有することが知られている。したがって、システム１０Ａは、エネルギ効率をさらに向上できる可能性を有する。

【0050】

続いて、さらに他の実施形態について説明する。

【0051】

図３は、第３実施形態に係る発電システム１０Ｂを示す概略図である。システム１０Ｂは、システム１０Ｂがランキンサイクル５０に代えて１つまたは複数の熱電変換素子５０Ｂを備える点で、第１実施形態に係るシステム１０と異なる。システム１０Ｂは、その他の点については、第１実施形態に係るシステム１０と同じであってもよい。図３には、単一の熱電変換素子５０Ｂが示されるが、システム１０Ｂは、複数の熱電変換素子５０Ｂを備えてもよい。

【0052】

例えば、熱電変換素子５０Ｂは、第１電極６５と、２つの第２電極２５ａ，２５ｂと、ｐ型半導体Ｓｐと、ｎ型半導体Ｓｎと、を含む。

【0053】

第１電極６５は、第２復水器６に熱的に結合される。第２復水器６では、循環流路Ｌ３を流れる蒸気の熱が、第１電極６５に伝達される。これによって、蒸気は冷却され、水へと凝縮する。また、第１電極６５は、熱を受け取ることによって加熱される。

【0054】

第２電極２５ａ，２５ｂは、気化器２に熱的に結合される。気化器２では、第２電極２５ａ，２５ｂから液体アンモニアに熱が伝達される。これによって、液体アンモニアは加熱され、気化する。また、第２電極２５ａ，２５ｂは、熱を液体アンモニアに放出することによって、冷却される。

【0055】

ｐ型半導体Ｓｐおよびｎ型半導体Ｓｎは、並列に第１電極６５に結合される。また、ｐ型半導体Ｓｐは第２電極２５ａに結合され、ｎ型半導体Ｓｎは第２電極２５ｂに結合される。

【0056】

熱電変換素子５０Ｂでは、第１電極６５と第２電極２５ａ，２５ｂとの間の温度差が、ゼーベック効果を引き起こし、第１電極６５と第２電極２５ａ，２５ｂとの間に起電力が生じる。このように、システム１０Ｂでは、熱電変換素子５０Ｂが発電部として機能する。

【0057】

第１電極６５、第２電極２５ａ，２５ｂ、ｐ型半導体Ｓｐおよびｎ型半導体Ｓｎは、ゼーベック効果を生じさせる公知の様々な材料で形成されてもよい。また、他の実施形態では、ゼーベック効果を生じさせる限りにおいて、ｐ型半導体Ｓｐおよびｎ型半導体Ｓｎに代えて、２種類の異なる金属が使用されてもよい。

【0058】

以上のようなシステム１０Ｂは、第１実施形態に係るシステム１０と同様に、第１タービン４１から排出される蒸気の熱を液体アンモニアの気化に使用することができ、さらに、これら蒸気および液体アンモニアの間の温度差を、熱電変換素子５０Ｂにおける発電に使用することができる。したがって、エネルギ効率を向上することができる。

【0059】

また、システム１０Ｂでは、発電部は、第２復水器６に熱的に結合される第１電極６５と、気化器２に熱的に結合される第２電極２５ａ，２５ｂと、第１電極６５および第２電極２５ａ，２５ｂの間に配置される２種類の異なる半導体Ｓｐ，Ｓｎと、を含み、第１電極６５と第２電極２５ａ，２５ｂとの間の温度差によって起電力を生じる、熱電変換素子５０Ｂを含む。このような構成によれば、例えば、発電部を駆動するために熱媒体の使用を避けることができる。したがって、システム１０Ｂの取り扱いが容易になる。なお、蒸気から第１電極６５への熱の伝達、および、第２電極２５ａ，２５ｂから液体アンモニアへの熱の伝達には、熱媒体が使用されてもよい。

【0060】

以上、添付図面を参照しながら実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0061】

例えば、上記の実施形態では、システム１０，１０Ａ，１０Ｂの各々は、互いに並列に配置された第１復水器５および第２復水器６を備える。他の実施形態では、システムは、互いに直列に配置された第１復水器５および第２復水器６を備えてもよい。例えば、この場合、第２復水器６は、第１復水器５の上流に配置されてもよい。さらに他の実施形態では、システムは、第１復水器５を備えなくてもよい。

【0062】

本開示は、ＣＯ_２放出の削減につながるアンモニアの使用を促進することができるので、例えば、持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標７「手ごろで信頼でき、持続可能かつ近代的なエネルギへのアクセスを確保する」および目標１３「気候変動とその影響に立ち向かうため、緊急対策を取る」に貢献することができる。

【符号の説明】

【0063】

１ タンク（アンモニア供給源）
２ 気化器
３ ボイラ
６ 第２復水器（復水器）
７ 第２タービン発電機（発電部）
１０ 発電システム
１０Ａ 発電システム
１０Ｂ 発電システム
２５ａ 第２電極
２５ｂ 第２電極
４１ 第１タービン
５０ ランキンサイクル
５０Ａ スターリングエンジン
５０Ｂ 熱電変換素子
６５ 第１電極
７１ 第２タービン
７２ 第２発電機（発電機）
ＣＳ クランクシャフト
Ｓｎ ｎ型半導体
Ｓｐ ｐ型半導体

【図1】

【図2】

【図3】