熱エネルギー(ねつエネルギー、英: Thermal energy)とは、物質の内部エネルギーのうち物質を構成する原子や分子の運動によるエネルギーを指し、ある温度での物質の内部エネルギーから絶対零度における内部エネルギーを差し引いたもの、或いは原子や分子の温度によるエネルギー
6キロバイト (828 語) - 2017年6月27日 (火) 05:50



(出典 www.yshakyo.or.jp)


すごい発見かも!?

1 しじみ ★

→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。

(出典 nazology.net)


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。

(出典 nazology.net)


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。

(出典 nazology.net)


続きはソースで

https://nazology.net/archives/64642





39 不要不急の名無しさん

>>1
     i
     |
 \  __  /
_  (m)  _ ピコーン
     |ミ|
 /  `´  \       雪で冷房を ・・・  
    ('A`)
   ノヽノヽ
     く く


79 不要不急の名無しさん

>>1 そ そういう事か ふーん


2 不要不急の名無しさん

でもお高いんでしょ?


3 不要不急の名無しさん

心温まる話題ですね


4 不要不急の名無しさん

要はゲル懐炉のセラミック版か


5 不要不急の名無しさん

なるほど、わからん。


6 不要不急の名無しさん

ノーベル賞来るー?


7 不要不急の名無しさん

パナソニックの株買えばいいの?


8 不要不急の名無しさん

原理が聞いても理解できん


9 不要不急の名無しさん

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

トラックで輸送するエネルギーは?


11 不要不急の名無しさん

67度なら携帯型カイロに良いな


12 不要不急の名無しさん

スカンジウム高そう


13 不要不急の名無しさん

うちの電気ポットと一緒じゃん
凄い


14 不要不急の名無しさん

圧力をかけるエネルギーはどーすんだよw


15 不要不急の名無しさん

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

>>15
氷河期「呼んだ?」


16 不要不急の名無しさん

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 不要不急の名無しさん

日本初か!🇯🇵


18 不要不急の名無しさん

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 不要不急の名無しさん

熱伝導率がゼロ?


21 不要不急の名無しさん

つまり
水素終了


22 不要不急の名無しさん

すげえ


23 不要不急の名無しさん

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

>>23
いずれは出来るかもな


25 不要不急の名無しさん

発表早すぎない?大丈夫?


47 不要不急の名無しさん

>>25
気球あげてカネ集め


26 不要不急の名無しさん

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
しょうもない


27 不要不急の名無しさん

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


28 不要不急の名無しさん

ナンダッテ-ΩΩ-Ω--


29 不要不急の名無しさん

熱の長距離輸送ができるな。
採算はわからんが。


31 不要不急の名無しさん

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

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 不要不急の名無しさん

月の地下に鉱床があるらしい


34 不要不急の名無しさん

わしじゃよ


35 不要不急の名無しさん

無限湯たんぽで暖房費も節約ってか?


37 不要不急の名無しさん

お風呂がずっとそのままで!?


38 不要不急の名無しさん

猪木が興味を持ちそう


40 不要不急の名無しさん

期待していいんスカ?


41 不要不急の名無しさん

で、それが何の役に立つの?


43 不要不急の名無しさん

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?


44 不要不急の名無しさん

これ、何に使う?


45 不要不急の名無しさん

1年前のお湯でコーヒーを楽しむ   胸熱


46 不要不急の名無しさん

夏の熊谷で温めた水を冬の暖房に使える


48 不要不急の名無しさん

これ暖房に使えるか


49 不要不急の名無しさん

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


50 不要不急の名無しさん

発電コストを抑えられそう


51 不要不急の名無しさん

これ映画化決定だろ


52 不要不急の名無しさん

共同研究グループがなー
すぐどこかに差し上げるんじゃないの


54 不要不急の名無しさん

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売れそう


55 不要不急の名無しさん

暖房費が要らなくなるかな?


56 不要不急の名無しさん

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。


57 不要不急の名無しさん

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


59 不要不急の名無しさん

>「スカンジウム置換型ラムダ5酸化3チタン(λ-ScxTi3-xO5)」

シューティングゲームのラスボス感


63 不要不急の名無しさん

ほんでどの株式が上がるんや?


65 不要不急の名無しさん

アッーチッチ、アッチ!


67 不要不急の名無しさん

熱エネルギーの回収が出来るなら夏に溜め込んだ熱を冬に、冬に溜め込んだ冷気を夏に使おうぜ
めちゃくちゃ省エネになるぜ


68 不要不急の名無しさん

湯たんぽに最適


69 不要不急の名無しさん

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


70 不要不急の名無しさん

パナソニックかー( ・ω・)
見つけちゃったねー


71 不要不急の名無しさん

某国に盗まれない?


72 不要不急の名無しさん


(出典 i.imgur.com)


73 不要不急の名無しさん

同調圧力じゃ駄目なの?


74 不要不急の名無しさん

再加熱のエネルギー < 圧力のエネルギー
だったら笑えるw


76 不要不急の名無しさん

で この物質のグラム価格幾らよ?
まさか量産にのらん物を作ってんじゃあるまいな?


77 不要不急の名無しさん

エネルギー問題が大きく変わるんか


78 不要不急の名無しさん

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

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

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

>>83
紐を引っ張ると温まる弁当が良いな


86 不要不急の名無しさん

簡単に言うと原子力発電が無力化される。


88 不要不急の名無しさん

安定した過冷却の水みたいなもんか


93 不要不急の名無しさん

電気が不要なマットができるな

人が寝た圧力を受けた部分が発熱

低温やけどしそうだけどw


94 不要不急の名無しさん

スカンジウムとかチタンとか
そんなんで発電所の機関部やパイプ作ったら
そっちで予算が掛かり過ぎる


95 不要不急の名無しさん

新・世界システムに一歩前進したな


96 不要不急の名無しさん

ポットも保温に電気使わなくて良い
風呂も冷めにくいから追い炊きしなくて良い


97 不要不急の名無しさん

ということほ、冬の冷たさも保存できるよね。
暑さ寒さを半年後に移動させて
冷暖房を自然の熱で賄えたら夢のよう。


98 不要不急の名無しさん

赤道付近の熱気を北極海に持っていけば北極航路すぐ完成しそうだな


99 不要不急の名無しさん

スキー場「おう」