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【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!?

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1: なんかれ 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。
no title

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。
no title

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。
no title

続きはソースで

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!? | ナゾロジー
point 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...

39: なんかれ 2020/07/16(木) 06:55:55.00 ID:NZiqOVI10
>>1
i
|
\  __  /
_  (m)  _ ピコーン
|ミ|
/  `´  \       雪で冷房を ・・・
(‘A`)
ノヽノヽ
く く
53: なんかれ 2020/07/16(木) 06:58:02.27 ID:mLJ3t1o80
>>39
夏の熱で雪を溶かすのが先じゃないか?
64: なんかれ 2020/07/16(木) 06:59:03.46 ID:iHY1Klmr0
>>53
雪国の屋根に使ったら
雪下ろし要らず?
91: なんかれ 2020/07/16(木) 07:02:48.47 ID:mLJ3t1o80
>>64
>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。

これが無くて、雪の重み程度の圧力で発動するならば屋根に使うだけで良いんだけどね

92: なんかれ 2020/07/16(木) 07:03:01.34 ID:YVzHN6+v0
>>64
これだ!
79: なんかれ 2020/07/16(木) 07:01:04.89 ID:OHKUuLS30
>>1 そ そういう事か ふーん
2: なんかれ 2020/07/16(木) 06:46:28.66 ID:++q+IEiX0
でもお高いんでしょ?
3: なんかれ 2020/07/16(木) 06:46:51.83 ID:C393ZbMW0
心温まる話題ですね
4: なんかれ 2020/07/16(木) 06:47:57.12 ID:zDoE5QdT0
要はゲル懐炉のセラミック版か
5: なんかれ 2020/07/16(木) 06:48:23.78 ID:R09tsEOZ0
なるほど、わからん。
6: なんかれ 2020/07/16(木) 06:48:40.95 ID:j99vSTeG0
ノーベル賞来るー?
7: なんかれ 2020/07/16(木) 06:49:09.14 ID:GGRYXsey0
パナソニックの株買えばいいの?
8: なんかれ 2020/07/16(木) 06:49:19.61 ID:VEZnJrI30
原理が聞いても理解できん
9: なんかれ 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?
11: なんかれ 2020/07/16(木) 06:49:31.05 ID:3QAumw7p0
67度なら携帯型カイロに良いな
12: なんかれ 2020/07/16(木) 06:50:39.17 ID:n8Wa8y410
スカンジウム高そう
13: なんかれ 2020/07/16(木) 06:50:42.13 ID:idwh/FCp0
うちの電気ポットと一緒じゃん
凄い
14: なんかれ 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
15: なんかれ 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
16: なんかれ 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
17: なんかれ 2020/07/16(木) 06:51:53.61 ID:RxfcQS0k0
日本初か!🇯🇵
18: なんかれ 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
19: なんかれ 2020/07/16(木) 06:52:09.70 ID:ax+PFDVj0
熱伝導率がゼロ?
23: なんかれ 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: なんかれ 2020/07/16(木) 06:55:26.85 ID:HngvzhGO0
>>23
いずれは出来るかもな
24: なんかれ 2020/07/16(木) 06:52:57.19 ID:HngvzhGO0
まさかこれが人類を滅ぼす一因になるとは誰も想像だにもしていなかったのである
25: なんかれ 2020/07/16(木) 06:53:15.48 ID:fsOIUa9J0
発表早すぎない?大丈夫?
26: なんかれ 2020/07/16(木) 06:53:31.87 ID:k8LZOUt10
何だか知らんが放熱するだろ
なんで変異がどうのこうのなんだ

その変異どうのこうのの環境状態のためにエネルギー使うんだろ
しょうもねぇ

27: なんかれ 2020/07/16(木) 06:53:53.20 ID:YVzHN6+v0
実際に装置を作って熱収支を出さないとなんともいえんな
29: なんかれ 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。
30: なんかれ 2020/07/16(木) 06:54:09.32 ID:t+jv2faf0
またデマとか嘘じゃないの?
31: なんかれ 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: なんかれ 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?
33: なんかれ 2020/07/16(木) 06:54:32.89 ID:fSVOCj8v0
月の地下に鉱床があるらしい
35: なんかれ 2020/07/16(木) 06:54:54.48 ID:a6g5c+k80
無限湯たんぽで暖房費も節約ってか?
37: なんかれ 2020/07/16(木) 06:55:29.69 ID:SMhEfF2m0
お風呂がずっとそのままで!?
40: なんかれ 2020/07/16(木) 06:56:01.33 ID:wfChqUPt0
期待していいんスカ?
41: なんかれ 2020/07/16(木) 06:56:26.55 ID:2EjetA3w0
で、それが何の役に立つの?
43: なんかれ 2020/07/16(木) 06:57:01.72 ID:Plc4CDQQ0
熱加えたら変形して
圧力かけたら発熱しながら元に戻ると言う事?
45: なんかれ 2020/07/16(木) 06:57:10.94 ID:MOZygJ+r0
1年前のお湯でコーヒーを楽しむ   胸熱

引用元: http://2chspa.com/thread/newsplus/1594849536

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