1: しじみ ★ 2020/07/16(木) 06:45:36.06 ID:A9wng6vb9

→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



引用元: http://ai.2ch.sc/test/read.cgi/newsplus/1594849536/
266: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:28:29.87 ID:R09tsEOZ0

>>1
基本的に胡散臭い。
エネルギー保存則に反してそうな内容は、そもそも成立しない。

この手の永久機関っぽい話は、出てきては消え、また出てきては消える。


295: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:33:05.82 ID:QtZkAc7x0

>>266
永久機関じゃねえよ
エネルギー放出したら加熱するとλ相に戻るって書いてあるじゃん
充電池みたいなもんだろ


710: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 09:06:13.41 ID:sfNj++1w0

>>1
これじゃん、ラムダ5酸化3チタン

自動車用の蓄熱セラミックスの開発に成功(2019/07)
https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2019/6544/


2: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:46:28.66 ID:++q+IEiX0

でもお高いんでしょ?


4: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:47:57.12 ID:zDoE5QdT0

要はゲル懐炉のセラミック版か


6: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:48:40.95 ID:j99vSTeG0

ノーベル賞来るー?


834: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 09:48:54.11 ID:CBtaXElc0

>>6
これほんとに実用化出来たら凄まじいわな。
まあ出来ないんだろうな。


7: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:49:09.14 ID:GGRYXsey0

パナソニックの株買えばいいの?


299: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:33:51.72 ID:MhyBNqly0

>>7
いまのパナに製品化できるとは思えん
死蔵化するか他の企業から発売され
後発で売るのが関の山


8: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:49:19.61 ID:VEZnJrI30

原理が聞いても理解できん


9: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:49:30.21 ID:oP1zgGOA0

過冷却の水が衝撃で一気に凍るみたいな?


10: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:49:31.00 ID:Mn0iyPF40

トラックで輸送するエネルギーは?


85: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:02:11.80 ID:AaSdkHar0

>>10
バカすぎる


949: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 10:37:25.64 ID:9DLThryz0

>>85
いや、本質的にはそこが最も重要。
熱エネルギーを保存した後に「熱エネルギーを必要とする場所に移動させる手段」とそのコストの問題に行き着く。


11: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:49:31.05 ID:3QAumw7p0

67度なら携帯型カイロに良いな


14: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:51:22.44 ID:QDtrywTE0

圧力をかけるエネルギーはどーすんだよw


395: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:52:29.04 ID:ZOYn4Rtc0

>>14
油圧使えば小さいポンプでおk


487: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 08:08:37.00 ID:M5Hgyvzv0

>>14
万力みたいに手で回せばOK


505: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 08:11:43.65 ID:TQaVEQua0

>>14
閾値としては圧力で見てるんだろうけど、あくまで障壁を越えるきっかけだろうから放出されるエネルギーの方が大きいんだろうね。


15: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:51:37.88 ID:wOXjeTzU0

常温と言うがそれだって温暖化で上がってるんだろ
いっそ大気熱をどんどん保存することで温暖化防げないだろうか


61: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:58:52.81 ID:cfLR8cUa0

>>15
氷河期「呼んだ?」


16: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:51:48.63 ID:Mn0iyPF40

一番必要なのはお金を回す人間の心のエネルギーなんだよなぁ
ここが凍り付くとエネルギー需要そのものが落ち込む


653: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 08:45:38.92 ID:7Xqrdzlk0

>>16
いいこというね
それが肝心だと思うわ


18: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:52:02.61 ID:Q3sH5F7D0

これでパイプ作って発電所で暖めたお湯を各家庭に運べばいいと思う


20: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:52:17.00 ID:ev0djolK0

話は聞かせて貰った
地球は滅亡する😃


504: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 08:11:41.73 ID:83pQJeiq0

>>20
なんでや😭


23: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:52:56.75 ID:g3kh6e8J0

これの超巨大なシステムつくって夏の暖かさを冬へ蓄えてくれ


36: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:55:26.85 ID:HngvzhGO0

>>23
いずれは出来るかもな


25: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:53:15.48 ID:fsOIUa9J0

発表早すぎない?大丈夫?


47: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:57:54.76 ID:CkLkeD690

>>25
気球あげてカネ集め


29: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:54:04.97 ID:7PKe5DMC0

熱の長距離輸送ができるな。
採算はわからんが。


292: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:32:19.38 ID:DUP0k+T10

>>29
>熱の長距離輸送ができるな。
>採算はわからんが。

日本はともかく、ロシアとかは興味ある話かもな。


31: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:54:16.18 ID:xuVX9DzN0

密封されていればエネルギーが逃げないって事?
あれ、これ本当ならやばい発明では?


32: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:54:23.26 ID:/Phz4PBQ0

何か難しいけど凄そう
輻射熱とかで放出される分はどうかと思ったけどそれもなさそう?


46: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:57:53.63 ID:HX1hBcEU0

夏の熊谷で温めた水を冬の暖房に使える


49: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:58:00.34 ID:58Qd9/170

夏の熱気を冬まで保存できたら最高だね
地下水蓄熱は熱が漏れまくってダメダメ


51: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:58:00.95 ID:ujNNWWIX0

これ映画化決定だろ


54: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:58:04.57 ID:1hEOYZ+z0

圧力かけたら発熱?
靴底に入れたらポカポカじゃね?
酷寒のロシアとかでバカ売れしそう


56: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:58:24.30 ID:cbEFmoGi0

なるほど。
でもこれだと莫大なエネルギーを保持するわけじゃないんじゃない?
λ→β+熱 は圧力が条件になるの原理なら
相転移分のエネルギーしか保持できない。
エネルギー量によってはこれは人工的な石油になりうるが。


147: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:10:24.42 ID:OpdhAZ3q0

>>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


57: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:58:24.62 ID:ax+PFDVj0

熱のまま保存するわけではなく
結晶のエネルギーとして蓄えるのね
そして簡単に解放できると
重いから輸送には適してないだろうね


69: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 06:59:38.37 ID:RF5pPy0k0

深夜にお湯沸かして保温して使ってる各家庭の電気料金がぐっと下がるな


78: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:00:54.67 ID:GCJiL0Id0

これってもの凄い発見なんじゃね?


82: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:01:35.84 ID:vB6Om4ft0

発電所規模で使えるのか、家庭用のポット程度なのかで、話がまるで違ってくる。


83: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:01:39.83 ID:QtZkAc7x0

熱エネルギーをお湯より少ない体積や質量で蓄えられないと輸送してとはならないと思うけども他の使い方何かありそうだな
つっても外での湯沸かしぐらいしか思いつかん


90: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:02:47.86 ID:ax+PFDVj0

>>83
紐を引っ張ると温まる弁当が良いな


87: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:02:32.08 ID:4jHJjbPbO

おっぱいの谷間で温めました。
お値段なんと三万円です!


732: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 09:14:57.70 ID:2xXBVWuk0

>>87
錬金術やな


89: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:02:46.26 ID:Z1eG5C1M0

「熱を輸送」って概念がもう革命的
何に活用できるかもパッと思い付かないけどすごいのだけはわかる
給湯機無くても蛇口からお湯出るの?給湯機メーカー死んじゃうの?


100: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:03:52.73 ID:ax+PFDVj0

>>89
熱は一番質が悪いエネルギーだから
積極的に作ろうとする奴はいない


107: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:04:44.35 ID:YeS+98VT0

お、
蒸気自動車とか
蒸気機関車復活する?wwwwwwwwwwwwwwwwww


115: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:06:00.92 ID:/UUwvZIt0

ただの熱-弾性変換やんけ


123: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:07:10.88 ID:1ZedtEad0

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


128: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:07:54.89 ID:g6Y4faCm0

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


135: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:09:04.98 ID:0WYcpWTa0

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


151: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:10:42.15 ID:vDZYnjVg0

>>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


142: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:10:03.36 ID:fq6vPfS70

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


185: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:15:02.83 ID:jEJFwN980

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


192: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:15:46.46 ID:sJb7sUE/0

研究開発する人達って本当にすごいよなぁ


227: 不要不急の名無しさん 2020/07/16(木) 07:22:20.58 ID:7ADehlOy0

ビジネスはスピード
先に中国に製品化されるまである