26日 夢の蓄熱材
- カテゴリ:日記
- 2020/09/26 08:18:39
この物質は67度以上のお湯等から熱を貰って蓄積しますが、67度以下に下がっても蓄積したままで1年経っても蓄熱しています。これを使えば発電所等の排熱を有効利用できます。問題はエネルギー密度で1g当たり何カロリー(ジュール)蓄えられるかですね。スカンジュームはレアメタルで高かいのと他に需要が多いので難しそうです。因みに約60万円/kg。
ーーーースカンジウム金属 Sc インゴット価格$5,570.00-$5,685.00 / キログラム 10 キログラム (最小注文)
ーーーーーー以下引用
→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 ーーー続きはソースで http://nazology.net/archives/64642ーーーーーーーーー 一部抜粋
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。
直径8mmのSc2O3、TiO2、Ti金属の混合粉末をアーク溶解法を利用して作成した新物質のサンプル。Credit: Yoshitaka Nakamura, Panasonic Corporation,Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aaz5264
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。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。
こういう記事はそうなんだと理解するだけでいいと思います、
氷河期が来たら使い道がありそうですね。
出し入れは自由そうですが、実用化までは距離がありそうです。
出し入れが自由なら夢が広がりそうです。