【保温素材】お湯の熱エネルギーを約一年間保存できるセラミックが発見される。水を温める手間がなくなるかも!? [しじみ★]
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→熱水の熱エネルギーを長期間蓄えられるセラミックが発見された
→このセラミックは常温に戻っても、圧力を加えるだけでいつでも自由に熱を取り出せる
→この素材を使えば、発電所や工場の排熱を蓄え、トラックで輸送して再利用することも可能になる
火力発電所や原子力発電所は、燃料を燃やしてお湯を沸かし、蒸気の力でタービンを回して発電しています。
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熱エネルギーを効率良く扱うということは難しく、こうした発電所では発生した熱エネルギーのおよそ70%が排熱として失われています。
排熱は主に水で冷却されます。大量の熱水（100℃以下のお湯）は、併設された温泉や温水プールなどの施設で利用されている場合もありますが、ほとんどはただ海に捨てられるだけで有効に活用されていません。
これはあまりにもったいない状況です。
もし、この捨てられるだけの排熱を逃さずにうまく再利用することができるとしたら、それはエネルギー利用の効率改善に繋がるだけでなく、熱水が放出される河川周辺の悪影響も防ぐことができます。
しかし、実際熱を保存するというのは容易なことではありません。熱々のコーヒーでもすぐ冷めてしまうように、熱エネルギーは放っておけば刻一刻と失われ常温になってしまいます。
東京大学やパナソニックなどの研究者からなる共同研究グループは、そんな保存の難しい熱エネルギーを永続的に保存できる長期蓄熱セラミックを発見したと報告しています。
現在無意味に捨てられているだけの熱エネルギーが、いつでも再利用できるとなると、それは画期的な発見です。
■夢のような蓄熱素材
今回発見された新物質は、「スカンジウム置換型ラムダ5酸化3チタン（λ-ScxTi3−xO5）」と呼ばれるものです。これは、今回の研究グループメンバーの1人である大越慎一教授らが2010年に発見した新種の結晶構造の一部を、スカンジウムに入れ替えることで合成された新しい物質です。
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これは非常に安定した物質で、1年経過しても変化することがありませんでした。
しかし、圧力を掛けると瞬時に相転移を起こしたのです。
相転移は、基本的には氷が水になったり、水が水蒸気になったりという状態の変化をいいますが、今回の相転移は構造相転移というものです。
これは固体物質の結晶構造だけが変化する相転移です。
研究では新物質の元の状態をλ（ラムダ）相、圧力で相転移した状態をβ（ベータ）相と呼んでいます。
このβ相は、加熱していくと67℃付近で吸熱のピークを迎えて再びλ相へ戻ります。
これはどちらも固体ではありますが、β相の方がλ相よりエネルギー状態が低いので、水などに置き換えるならばβ相は氷で、λ相は水のような状態とイメージすることができます。
しかし、λ相は極低温まで温度を下げても、温度変化でβ相へ戻ることがありませんでした。
これはβ相とλ相の間に、エネルギー障壁があるためです。
本来氷（β相）になるはずの水（λ相）が、温度を下げても相転移しないとなると、これは相転移によって本来放出される熱エネルギーが保持されている状態になります。
これが開放される条件は最初の圧力を掛けたときだけです。
圧力を掛けるとλ相は熱エネルギーを放出して、エネルギー状態の低い相であるβ相へ移行します。このβ相は加熱されると再びλ相に戻りますが、λ相は温度変化でβ相に戻りません。
これを繰り返すことで、この新物質は熱エネルギーを圧力が加わるまで延々と保存し続けることができるのです。
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続きはソースで
https://nazology.net/archives/64642 変換効率にもよるが
エネルギーを保存する新たな手段が出てきたわけだ
効率が高ければ大発明だが低ければゴミ 画期的だ
ＧＯＴＯキャンペーンの予算をすべて回そう
実用化よろしく アイドルの体温を詰めましたとかJKの温もり
バカ売れだな ６７度って中途半端じゃね？
研究してもっと高い温度のものを探せるんだろうけど… お、
蒸気自動車とか
蒸気機関車復活する？ｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗｗ 圧力かけてるからΓ層からβ層に変わらないだけじゃないの？
大気圧に戻せば冷えるでしょ あーーーー頭が痛くなってきた。
ぐっそお スレ主の奴、訴えてやりてぇ でも熱エネルギーが自然に与える影響もあるから、あまりにも封じ込めるとそれはそれでなにか起きるんだろう こういうのをフェイクニュースって言うんだよ。
間違いなく数年後実用化されてないから。 板をお湯に入れます
板をお湯から出します
でも板は冷たいです
板を持って雪山に行きます
板をぶん殴ります
板が暖かくなりました
板で暖をとります
こんな感じか
再利用できるカイロかな エネルギーの出し入れが熱という形になることにはあまり囚われなくてもいいと思う
ペルチェ素子使えば電気や 温暖化で新種のウイルスが次々と出てきて人類はかなり減るだろう
増えすぎて密になってるからな
自然の調整だな あとは繰り返しでの耐久性はどんなかね
それと、適当な圧力で相転移するなら扱いやすいのだけど >>105
40℃程度で相転移できたほうが有用じゃね? >>116
冷めるよ 圧力かけると溜め込んだエネルギーを放出してちょっと温かさが戻る 価格次第ではとんでもない高性能の魔法瓶が出来るのはわかるが 韓国と共同開発すべきだよな
日韓友好の証として特許を韓国に譲渡してもいいのでは？ >>136
爆発するぐらいエネルギー溜め込んでくれると頼もしいな 今後技術改良されて「亡くなったあの人が最後に温めた水」として遺族が何十年も保温し続けるお湯なんて出るかもな 逆に豪雪地帯の雪を夏の冷房に使えんか？
そうなれば雪掻き労働の需要もふえる。 >>56
ここから類似物性の発見でどんどん夢がひろがりんぐというのを期待してる
そう、リチウム電池が液体から固体に変わるようにね 多少のエントロピーが生まれるってだけ。地球上では無意味だけど、宇宙ではイオン推進の如く、熱量移動で推力を得られるだろう。ハヤブサ2であん 具体的なことが全然分からんな
効率良いなら天日干しして貯蔵すればいい気がするが ははーん、分かったぞ。
寒い日にオシッコをすると体がブルブルッと震えて発熱させるあれだな？ >>135
断熱性能がいいわけじゃないから、魔法瓶じゃなくて保温器 熱が蓄えられるてことは逆に保冷にも使えるから
夢の断熱材？ 要するに氷枕か
氷は溶けるエネルギーを奪うけど、これは出すという違い 要するに、常温でも熱を氷の塊のように保存しておけるということか
普及すると世界が変わるな んー。
温水レベルだし、どんだけの容量なのかわからん。
使いどころがむずかしい感じ。
あと、結晶構造が変化して体積変動があると使用に伴って砕けてくとかないのかな。 東大が絡んだら実用化は無理
実用化出来るなら企業は大学なんかに情報漏らさない 大量の４0℃のお湯から、少量の50℃のお湯が作れるっていうこと？ 振らなくてもギュッと握ったらあったかくなるホッカイロ作れるのか 海外に買われておしまいじゃない？
中間摂取ばっかり頑張って日本って技術者大事にしないし 夏に溜め込んで冬に解放すれば
一年中快適な日本になるな 圧力をかけるエネルギーの方が熱エネルギーより高かったりしてな これ足踏み式のおもちゃに付けたら自動車になるんじゃね？ スカンジウムって希少では無いながらまとまって出る産地が
殆ど無いみたいだけど発表前に確保してるのかな >>167
大量の70℃のお湯があればこの物質にエネルギーが貯められて冷めた大量の水になる どのくらい熱量を貯められるのだろう？例えば使い方として、夏の日光で熱をためて冬の暖房に使うとか
冬に熱量を出しきって夏に冷房に使うとか、夏の熱量で冬の気温差を利用して発電するとか
利用方法はいくらでも思いつくな その圧力を得るためのエネルギーが馬鹿でかいとかでしょ >>166
いや、熱源としての原発は必要だろｗ
ただ、排熱部にこの素材を使っておけば、そのまま水の加熱に使えるから
エネルギー効率が飛躍的に高まる 室温だった物質が、圧力かけると67度まで発熱
まあ、ホッカイロみたいなものか
セラミックだから、ビーズ作って袋に詰めれば
ホッカイロ作れるけど、すぐに冷めちゃいそうだよな まるで魔法みたいな仕組みだな
この世界どーなってんの
怖い タービン回せるだけの高温が保てるのか
また高温を維持させる圧力のエネルギーはどうするのか 熱って原子分子の振動でしょ
保存てどういうことなんだろ >>195
マージマージマジーロ
ふしぎーな呪文〜コールすりゃ
シュワシュワ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
