1: 2016/01/26(火) 21:37:38.07 ID:CAP_USER.net
共同発表:ナノ粒子を利用した太陽熱による高効率な水の加熱に成功
http://www.jst.go.jp/pr/announce/20160125/index.html


1.国立研究開発法人 物質・材料研究機構(以下NIMS) 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA)、ナノシステム光学グループの石井 智 MANA研究者、長尾 忠昭 グループリーダーらの研究チームは、遷移金属窒化物や炭化物のナノ粒子注1)が、太陽光吸収効率が高いことを数値計算で明らかにし、実際に窒化物のナノ粒子を水に分散させた実験で水温上昇速度などが速いことを確認しました。
今後これらのナノ粒子は、太陽光を利用した水の加熱・蒸留などへの応用が期待されます。

2.太陽光は最も有望な再生可能エネルギーの1つで、その利用方法として太陽電池などを用いた発電のほかに、太陽光を吸収して熱に変える光熱変換による給湯などが挙げられます。
家庭の用途別消費エネルギーにおいて給湯と暖房の割合は合計で55%に達するため、太陽光を無駄なく熱に変えて利用できれば、電気を使わずに給湯や暖房ができるため二酸化炭素の削減にも繋がります。
太陽光を吸収するために従来のように集熱パネルや集熱パイプを用いると伝熱ロスが発生するため、水などの媒質に分散させることで直接加熱できるナノ粒子に注目が集まっています。

3.今回研究チームは、NIMS 環境・エネルギー材料部門 環境再生材料ユニット 触媒機能材料グループの梅澤 直人 主任研究員らと共同で第一原理計算注2)を行い、太陽光の光熱変換に適したナノ粒子材料の探索および物性値の予測を行いました。
その結果、セラミックスである遷移金属窒化物と遷移金属炭化物の太陽光吸収効率が高いことを明らかにしました。
さらに、遷移金属窒化物の中でも窒化チタンに注目し、窒化チタンナノ粒子を水に分散させて太陽光を照射したところ、9割に近い高効率で光を熱に変換することを実験的に確認しました。
窒化チタンのナノ粒子は広帯域なプラズモン共鳴注3)を示すため、ナノ粒子1個当たりの太陽光吸収効率では金や炭素のナノ粒子よりも高い性能を示すと考えられます。
今後、この成果を床暖房や給湯および汚水や海水の蒸留などに応用することを検討しています。
これら以外のナノ粒子の応用として、高分子とナノ粒子とのハイブリット材料の開発や、ナノ粒子を介した化学反応の促進などにも取り組んでいます。

4.本研究は、科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業 チーム型研究(CREST)「エネルギー高効率利用のための相界面科学」研究領域
(花村 克悟 総括)における研究課題「セラミックスヘテロ層における界面電磁場制御と熱エネルギー利用」(研究代表者:長尾 忠昭)の一環として行われました。

5.本研究成果のうち数値計算と実験に関する部分は、The Journal of Physical Chemistry C誌にて2016年1月25日に掲載されます。

続きはソースで

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引用元: 【エネルギー技術/計算物理学】ナノ粒子を利用した太陽熱による高効率な水の加熱に成功

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2: 2016/01/26(火) 21:42:50.03 ID:abwOUdTl.net
どれだけ頑張っても
1平方メートル1kWが上限

4: 2016/01/26(火) 21:54:11.76 ID:xofHE6nG.net
>>2
1平方メートル論理値年間で1000KWの間違いだろw

13: 2016/01/26(火) 23:23:09.71 ID:abwOUdTl.net
>>4
毎時な
物理限界

3: 2016/01/26(火) 21:48:46.27 ID:PgGfBGvJ.net
太陽熱温水器はそれなりに利用価値があるんだよね。

5: 2016/01/26(火) 21:59:49.68 ID:qRDjZjeP.net
原発要らないから応援します

8: 2016/01/26(火) 22:16:39.12 ID:Te1r3614.net
今の太陽熱温水器は真空管の中で水ではなくオイルを温めている
沸点が高いからぬるま湯ではなく100度近い熱湯を作ることができる
昔のソーラー温水器とは別物だよ

10: 2016/01/26(火) 22:32:08.92 ID:Ik9gpLBN.net
>太陽光を吸収して熱に変える光熱変換による給湯などが挙げられます。
銅柱に太陽光を集中させ、熱伝達させれば水が沸騰しますが、何か?w

11: 2016/01/26(火) 23:07:36.86 ID:23arpO/U.net
太陽磁場や惑星磁場にコイルぶっこんで電磁誘導で電力取れたら、
それが一番だと思うんだ。

12: 2016/01/26(火) 23:16:23.73 ID:Zs805a0F.net
数値計算なのに水の加熱に成功なの?

19: 2016/01/27(水) 07:44:35.04 ID:+wAdnrjJ.net
>>12
計算と実験両方やってる
よく読め

14: 2016/01/27(水) 00:20:25.06 ID:K4WSDEXY.net
コーヒーでも墨汁でもいいんじゃねぇ?

15: 2016/01/27(水) 03:02:17.57 ID:vkG2NO2l.net
氷河期がきたらこれいいかもな

16: 2016/01/27(水) 03:09:27.66 ID:z0rddHgc.net
>>15
あー・・除雪には使えるかもね

17: 2016/01/27(水) 03:35:45.16 ID:HDaPkPE3.net
9割って・・・ 地球温暖化がやばいw

18: 2016/01/27(水) 05:52:57.30 ID:c6Hrh5DQ.net
>>17
なんでそうなる。今は別の熱源で暖めてるのを太陽熱に置き換えるだけだぞ。

まぁ安くなれば無駄使いが増えるかもしれんが

23: 2016/01/29(金) 11:26:23.97 ID:9PSd3EkN.net
>>17

化石燃料を燃やして暖房するよりも良いのでは?

22: 2016/01/27(水) 14:55:47.60 ID:lT6ulzzV.net
アクエリアスのぜったいれいど
をうちやぶれるんでしょ

20: 2016/01/27(水) 10:20:47.51 ID:zhUiTety.net
ナノ粒子入れて湯沸かすのは良いけど、それっておいしいの?