【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!?★２ [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
★１が立った日付
https://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1594849536/ サーモス使ってて冷たいのそのままは良いんだけど熱いのはもっと冷めやすくていいのにって思う （ ｀ハ´)ちょっと話があるｱﾙ
<丶｀∀´>ちょっと話があるﾆﾀﾞ つまり膣圧で一年前のチーズが出来上がってるってこと？ ＞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
＞圧力を加えるだけで
ちょっと待て
圧力を加えるエネルギーと温度を上げるエネルギー
どっちが消費が大きいんだ？ 文章読んでると振り子の原理みたいに見えるんだが・・・・
空気抵抗やら摩擦なんかが無ければ永遠に振り子は動き続けるが、
熱エネルギー保存では、空気抵抗や摩擦のようなエネルギーを減少させる何かはないの？ サンヨーの洗剤がいらない洗濯機と同様、おともだちに潰される >>26
それ大事だよな
1円玉を作るのにアルミ代と製造コストが1円超える様なもの 水を凍らす場合に常温から凍らすよりも熱湯から凍らすのが早いのは何故？ ちらっと見たけど放出される熱って微々たるもんじゃないのか？実用レベルになるの？ >>20
夏に成長した芝草を秋に刈り取り冬に燃やして暖を取る
圧力は最初に火をつけるマッチみたいなもんだろ The crossover pressure is 670 MPa
原文見たらとんでもない圧力が必要 >>52
トラック輸送中に事故にあって大炎上
にはならないかな？ １００円のエネルギー保存するのに一万円かかったら意味ないよね。 大昔から人間が草木を使ってやってたことを
セラミックでやるようなもんかな これをやかんの周りに張ったらいつまでも温かいお湯が出せるじゃん >>52
普通にガスに圧力かけた方が熱あがりそうだな 温かい珈琲をゆっくり落ち着いて飲めるようになるのか
ぬるくなるのがイヤだからいつも速効で飲んでるからな 意味分かんないけど、たぶん、
67℃で比熱が無限大になる物質
それは、Scぽぃ酸化チタンみたいだ。
ドンドン研究して、90℃で比熱が
無限大になるのを開発すれば、スゴイ
ポットメーカーがドンドン倒産する
もっとも、ポットメーカーが
そのスカなんとか酸化チタンポットを
生産して、バカ売れするかも知れない 新しいセラミック系の圧電素子を見つけたって話か？これ 熱っていうのはつまり分子の振動
だから放置すると勝手に止まる
分子の振動が1年も続くわけないだろ 氷に熱を加えると水になるけど、
冷えても氷に戻らず圧力かけると熱を発生して氷に戻る
ってかんじ？
運ぶの重そうやけどな それどころか車が蒸気機関になったり
発電所が核物質いらなくなったりで、何か凄そうじゃない？
どんなセラミックだろう で、これがお湯を沸かすより高くつくうちは売れないからな これ凄くね？
酸欠しそうだけど、これで家立てたら
温度管理しなくてすむのか！？ この素材で発電所作ろうぜ
そしたら無駄な熱全て回収出来るだろ
ついでに車のエンジンもこれな 太陽熱を昼間に吸収して夜間に放出、ってのが効率アップできるのかね 一回だけか！
ポットに入れとけば、何日経ってもラーメンのお湯が何回も使えるのかと思った >>59
セラミック内では1年間保存できても、ヤカンのお湯に移ったあとの熱エネルギーは空気中に放出されて終わりじゃないのけ セラミックからエネルギー取り出すのにエネルギー使って圧力かけるのか >>52 地下１０ｍ下まで必死で穴穂って、ジャガイモ一個とれたみたいな話か 水→水蒸気 この状態変化が全部固形で発生する
水蒸気→水 この状態変化が自然には発生せず、圧力をかける事で発生する
固形だから持ち運びしやすいのは分かるけど、熱伝導率は?
水は対流の発生によって、下部からの加熱が全体に伝播しやすいけど、固形物だと厳しいよね？
次に、圧力はどの程度必要でどうやってかけるかという問題がある
低い圧力でも取り出せる場合、今度は輸送時に相当気をつけないといけなくなる
結局は野球ボール大くらいの球形に加工し、それを大量に熱湯にくぐらせて熱量を保存する事になるんだろうけど
そのサイズで保存可能なジュールと、輸送にかかるコスト、熱を取り出すのに必要な圧力のエネルギーなどをトータルで見たときに
どのくらい効率的かだよねぇ
ボール1個に保存可能な熱量で1000リットル位の水を沸騰可能で
必要な圧力はその1000リットル分の水圧で十分ですってくらいじゃないと実用化されずに消えていくね クーラーの室外機の熱風で温めたお湯をそのまま夜風呂のお湯に使ったりとかはできそう ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
