以下の条件で　燃料電池と同じ原理の大規模燃料電池発電　以外に　火力・原子炉の代替となる有望な発電技術の研究はありますか？　

回答に合っているかどうか分かりませんが、地熱発電は国内では

あまり熱(!)が入っていないようですが、アメリカでは熱心だという

解説をTVで聴いた覚えがあります。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%86%B1%E7%99%BA%E9%9B%B...

火山列島・日本としては有効だと思いますが。。。

http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2003/pr20030625/pr2...

可視光を透過し紫外光で発電するソーラーシート

エタノール火力でどうでしょう。

バイオなのでCO2フリーです。

原料をそのまま燃やしたほうが効率がよいかもしれませんが、燃焼時の環境汚染は少ないと思います

http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20110117/nr20110117....

ＳＯＦＣ触媒（白金はつかわないがセリア、ランタンは使う）

http://www.nissan-zaidan.or.jp/library/pdf/08-t01.pdf

太陽と水から直接水素を発生する装置

レアメタル不使用は無理だとおもいます。

エントロピー増大法則（高校化学・高校物理の教科書をみてください）の観点からみて、エネルギー源がなくて水から水素を発生させることはありえないです。

日本中が発電に異常にこだわりすぎです。

今でも電気が大量に余ってる時間があるのだから、

その間の電気を貯めておけばよいのです。

「安全・低コスト大規模蓄電システム技術開発」の公募について

http://safety-info.nifs.ac.jp/mirai-ene/mirai-index.html

　そういう研究では一番の大物が核融合炉でしょう。

不可能かもしれないという意見まである発電方法ですが、コレが実現すれば産業構造が一変する・・とまで言われています。

もちろん地球温暖化防止の決め手になると思われている。

冗談では済まない額の研究費が毎年各国によって支出されています。

なお、核融合炉と原子炉は似て非なるもので、実現したら・・という但し書き付きですが核融合炉の方が安全です。

核融合炉は原理的にミサイルの直撃を喰らっても放出される放射能の量は原子炉と比べて遙かに少ない。

核融合が維持できなくなった時点で即座に新たな核反応が停止してしまうからです。

質問からもろに除外されていて答えずらいのですが、これが有望だと思うので、答えたくて。

何といっても本命は、メタンを燃料とする燃料電池です。白金は使用しません。

　地熱発電でも現在主流の方法は地下に溜まった水蒸気を掘り出すやり方ですが、マグマ溜まりの熱を直接利用しようというプランも無い事は無い。

ただし、実現には５０年は掛かると言われているので当面の用には間に合いません。

しかも、地球の熱を直接汲み上げることになるので、地球そのものの冷却が加速される。

つまり、汲み上げすぎると地球の寒冷化が進みすぎて死の星になってしまう可能性のある方法です。

　序でながら地熱発電では大勢に影響するほどの発電量は無理です。

詳しい事情は以前の私が回答した板をご覧下さい。

http://q.hatena.ne.jp/1302493485/284021/#i284021

他の自然エネルギー利用の発電方法も、言ってみれば豆鉄砲です。

　地球の熱平衡は幾つかの要素で成り立っています。

太陽の光の熱。

大気圏外への放射される熱。

そして、地球内部から地表に伝わってきて放散される熱。

大雑把に言えば、この三つが主流です。

二酸化炭素云々は大気圏外へ放出される熱を変化させる要素です。

　それに加えて生物の要素がプラスマイナス両面で作用します。

生物の活動により吸収、或いは放出される熱です。

光合成はマイナス要素ですし、化石燃料の燃焼は過去のマイナス要素を一気に還元しているだけとも言えます。

二酸化炭素の増大は保温効果を高めますが、光合成の増加の原因にもなります。

　過去数億年の地球の気温は私たち人間の生存が不可能な領域まで変化することも多々ありました。

現時点では地球の熱平衡を人間が管理することに主眼が置かれつつありますが、経済的な要素から理想的な管理が行われていません。

日本では二酸化炭素の吸収を行うには最適な浅海が多いのですが、埋め立てて工業用地にして儲けようとする浅はかな人たちが主流です。

環境アセスメントは借金を増やすだけで、やるだけ無駄でしょう。

　あと、出ていないのにメガソーラーがありますが、太陽電池パネルの製造にエネルギーが掛かっている。

また、パネルの廃棄や運搬・設置なども、人力を使う以上は人件費分以上のエネルギーは使っています。

　噴飯モノがバイオエタノールで、作物に蓄えられるエネルギー以上のエネルギーを結果的に使っている。

耕地は森林を切り開いて作られていますし、連作障害で常に新しい耕地を開墾しなければ生産量が減っていく。

農薬や肥料なども、多くは石油製品です。

食物の生産と同様に、収穫される作物の持つエネルギー以上のエネルギーを投入する必要があるのです。

　現時点で穴埋め用に最有力なのがメタンハイブレードとか、天然ガスの有効利用などになりますが、量から言っても決め手にはならないでしょう。

しかも、年々必要なエネルギーの量は増大すると思われます。

今年の首都圏は何とか凌げるかもしれませんが、来年以降はますます苦しくなるでしょう。

例の京都議定書もありますしね。