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イオン

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1: 2019/06/14(金) 02:41:23.47 ID:CAP_USER
核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度
https://www.nikkei.com/article/DGXMZO46032540T10C19A6000000/
2019/6/13 10:50
日経クロステック,日経XTECH,日本経済新聞 電子版

画像:核融合科学研究所の実験装置、大型ヘリカル装置(LHD)の実験室内部。中心の丸い部分がLHD本体(出所:核融合科学研究所)
https://article-image-ix.nikkei.com/https%3A%2F%2Fimgix-proxy.n8s.jp%2FDSXZZO4603286013062019000000-PN1-2.jpg?auto=format%2Ccompress&ch=Width%2CDPR&fit=max&ixlib=java-1.1.1&s=9072f1b12e582811f9a4b0ff8bc15aaa
画像:LHDで生成されたプラズマのイオン温度と電子温度の領域(出所:核融合科学研究所)
https://article-image-ix.nikkei.com/https%3A%2F%2Fimgix-proxy.n8s.jp%2FDSXZZO4603287013062019000000-PN1-2.jpg?auto=format%2Ccompress&ch=Width%2CDPR&fit=max&ixlib=java-1.1.1&s=d8dc3d4ce9255e838315e2c1cd73f96b
画像:LHDのプラズマ真空容器内部(出所:核融合科学研究所)
https://article-image-ix.nikkei.com/https%3A%2F%2Fimgix-proxy.n8s.jp%2FDSXZZO4603288013062019000000-PN1-2.jpg?auto=format%2Ccompress&ch=Width%2CDPR&fit=max&ixlib=java-1.1.1&s=7c55ff530b9ae2e4efaf86ed62ebe8f4

 自然科学研究機構核融合科学研究所は核融合条件の1つであるイオン温度で1億2000万度を維持したまま、電子温度を従来の1.5倍となる6400万度に上昇させたプラズマの生成に成功したと、2019年6月10日に発表した。
 将来の核融合炉の実現に「大きく前進した」(同研究所)という。

 核融合発電は、現行の原子力発電に比べて安全で、燃料が無尽蔵に近い。実用化すれば原子力発電を置き換え、化石燃料がいらなくなるとの期待がある「夢のエネルギー」だ。

 核融合発電を実現するには、1億度以上に達する超高温のプラズマを強力な磁場で閉じ込めて維持する必要がある。プラズマは、分子が電離してイオンと電子に分かれて運動している状態。
 核融合科学研究所はかねて、イオン温度は1億度超を達成していたものの、電子温度は4200万度と低い値にとどまっていた。

続きはソースで

(日経 xTECH 清水直茂)
[日経 xTECH 2019年6月12日掲載]
ダウンロード (1)


引用元: 【核融合】核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度[06/13]

核融合発電へ一歩前進 プラズマの電子温度が6400万度の続きを読む

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1: 2019/05/10(金) 21:38:14.30 ID:CAP_USER
■高温高圧で存在する「超イオン氷」を瞬間的に再現、海王星と天王星の謎に迫る

 南極の海から家庭の冷凍庫まで、地球上にある氷はほぼ同じタイプだが、遠く離れた惑星では極端な温度と圧力によって、奇妙で多様な氷が形成されている。

 研究者はこのほど、新しい種類と見られる氷をX線でとらえることに成功した。「超イオン氷」という導電性の高い氷だ。5月8日付けで学術誌『ネイチャー』に発表された論文によると、この氷は、太陽の表面温度の半分ほどの高温と、100万~400万気圧という高圧下で存在する。

「数千度という温度ですが、間違いなくこれは氷の話です」と、研究チームを率いた米ローレンス・リバモア国立研究所の物理学者マリウス・ミヨー氏は言う。

 これだけの高温・高圧条件が地球上で自然にそろうことはないが、天王星や海王星といった、大量の水がある巨大惑星の深部では可能だと考えられる。これらの惑星は独特の磁場を持っており、その起源は謎に包まれている。今回の発見は、その謎を解く鍵になるのではないかと期待されている。
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/051000268/ph_thumb.jpeg

■18番目の氷

 水の結晶構造は、すでに17種類も知られている(SF作家カート・ヴォネガットの小説『猫のゆりかご』には恐ろしい「アイス・ナイン」という物質が登場するが、実在の「氷IX」はそれよりもずっと無害だ)。そして今から30年以上も前に、水に非常に高い圧力をかけると超イオン氷ができることが予想されていた。

 一般に超イオン導電体は、固体と液体の性質を兼ね備えている。結晶格子を作るのは固体と同じでも、その間を液体のように、電荷を運ぶイオンが自由に流れる。今回のように、水(H2O)の超イオン氷では、酸素の結晶格子の間を水素イオンが飛び回っている。

「物質の状態としては非常にエキゾチックです」と論文共著者で同研究所所属のフェデリカ・コッパリ氏は言う。

2018年、ミヨー氏とコッパリ氏らは、ダイヤモンドアンビルという装置とレーザーによる衝撃波を使って水を圧縮し、数ナノ秒(1ナノ秒は十億分の1秒)の間だけ氷にすることに成功した。氷になっている間は導電率が数百倍になっていて、超イオン氷であることを強く示唆していた。

 その後の最新の研究では、6基の大型レーザーを使って連続的に衝撃波を発生させ、薄い水の層に数百万気圧の高圧と1700~2700℃の高温を与えて氷にした。正確なタイミングでX線を照射して測定したところ(これも数ナノ秒しか持続しない)、酸素原子が確かに結晶構造をとっていることが明らかになった。

 酸素原子は、面心立方格子(立方体の8つの頂点と6つの面の中心に原子がある形)という高密度の配置になっていた。氷の結晶がこのような構造をとっているのが確認されたのはこれが初めてだ、とコッパリ氏は言う。研究チームは、この新しい18種類目の結晶構造を「氷XVIII」と呼ぼうと提案している。

https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/051000268/02.jpg

続きはソースで

https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/051000268/
ダウンロード (3)


引用元: 地球にない「熱い氷」初めて構造をとらえた 高温高圧で存在する「超イオン氷」[05/10]

地球にない「熱い氷」初めて構造をとらえた 高温高圧で存在する「超イオン氷」の続きを読む

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1: 2019/04/18(木) 16:00:41.37 ID:CAP_USER
(CNN) 138億年前のビッグバンによって宇宙が誕生した際、その後の化学反応で生じた最初の分子イオンが、このほど研究者らによって宇宙空間で検出された。17日刊行の科学誌ネイチャーに掲載された論文が詳細を伝えている。

ビッグバン後には水素化ヘリウムイオン(HeH+)が最初の分子イオンとして形成されたと長く考えられてきたものの、それを示す証拠は見つかっていなかった。

HeH+はヘリウム原子と陽子が結合したもので、時とともに崩壊し、水素分子とヘリウム原子に分かれたとみられる。水素とヘリウムは、宇宙空間でそれぞれ1番目と2番目に多く存在する元素。

HeH+の存在自体は1925年に実験室で実証されたが、宇宙空間で検出されたのは今回が初めてだ。

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2019/04/18/75067959eb9401d9f68863a48a01dec5/t/768/432/d/wonders-of-the-universe-0417-super-169.jpg
https://www.cnn.co.jp/fringe/35135957.html
ダウンロード


引用元: 【宇宙】ビッグバン後最初の分子イオン、宇宙空間で検出[04/18]

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1: 2019/02/26(火) 16:04:00.87 ID:CAP_USER
電動航空機が飛ぶには、まだ何十年もかかるだろう。だから、航空機からの二酸化炭素排出量を削減する方法も考えた方がいい。

航空機は急速に増加している二酸化炭素汚染源の1つであり、地球温暖化の原因となる他の微粒子も放出するため、温暖化に非常に大きな影響を及ぼしている。とはいえ、現時点では空の旅をやめる以外に、汚染をなくす代替策は見あたらない。

ボーイング737やエアバスA320を電動化することの大きな問題の1つは、あれだけ大きな機体を長距離にわたって飛ばし続けるのに必要な電池の重量だ。最近、ネイチャー・エナジー( Nature Energy)に掲載された論文によると、小型ジェット機クラスの機体には少なく見積もっても、800Wh/kg(1キログラムあたりのワット時)の比エネルギーの電池パックが必要だと分かった。

これは現在の最新型リチウム・イオン電池の4、5倍大きな数字であることが、2月11日付のネイチャー・サステナビリティ(Nature Sustainability)で新たな意見論文として発表されている。

論文の著者である、カーネギーメロン大学のバッテリー専門家ベンカット・ヴィスワナータン助教授と、ハイブリッド飛行機のスタートアップ企業「ズーナム・エアロ(Zunum Aero)」の創業者であるマット・ナップ主任技師は、リチウム・硫黄やリチウム・酸素といった次世代電池でさえその限界に達することはできないだろうと述べる。さらに、大型航空機を電動化するには、電気モーター、パワー・エレクトロニクス、バッテリー放電率、そして基本的な空気力学設計などの大幅な改善が必要になるだろう(「航空機「電化」に賭ける夢、 高出力の新電池開発を目指す 材料科学者たち」参照)。

これらを総合すると、「実用可能な完全電動航空機」に要する技術的進展までには何十年もかかるだろうと、論文著者らは述べている。

続きはソースで

https://cdn.technologyreview.jp/wp-content/uploads/sites/2/2019/02/12015007/download-za10-in-clouds-cropped-1182x787.jpg

https://www.technologyreview.jp/nl/hybrid-planes-could-shorten-the-leap-to-all-electric-737s/
ダウンロード (1)


引用元: 【電池】電動航空機までの「つなぎ」にハイブリッドが有効、温暖化対策で[02/26]

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1: 2019/01/29(火) 19:58:48.77 ID:CAP_USER
産業技術総合研究所(茨城県つくば市)などの研究グループは、青色の顔料「プルシアンブルー」を利用した高性能の脱臭剤を開発したと発表した。元々は放射性物質除去のために研究を進めていた素材だった。活性炭などに比べ、臭いの元となるアンモニアを5~100倍多く吸着するという。グループは畜産業やトイレなどでの利用を見込んでいる。

 産総研によると、この顔料は、原子レベルで見ると、鉄イオンなどからなる格子状の構造をしており、格子の隙間にアンモニアなどを吸着する。高橋顕・産総研主任研究員(32)らは、一部の鉄を銅に置き換えることでアンモニアを吸着する効率を大幅に高めた。また、洗浄すれば何度でも使えるという。

 この脱臭剤と送風機を組み合わせた脱臭機を養豚場の豚舎(48平方メートル)で使ったところ・・・

続きはソースで

https://www.yomiuri.co.jp/photo/20190128/20190128-OYT1I50027-N.jpg

読売新聞
https://www.yomiuri.co.jp/science/20190128-OYT1T50098.html
images


引用元: 【化学】活性炭の100倍、青色の顔料「プルシアンブルーの脱臭剤」[01/29]

活性炭の100倍、青色の顔料「プルシアンブルーの脱臭剤」の続きを読む

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1: 2019/01/31(木) 15:37:35.61 ID:CAP_USER
リコーはこのほど、インクジェット技術を使ってリチウムイオン2次電池を自由な形で製造する技術を世界で初めて開発したと発表した。電池の材料をインク化し、インクジェット技術を使って狙った場所に重ねてデジタル印刷が可能。IoT(Internet of Things)デバイスやウェアラブルデバイスなど向けに、自由な形の電池を製造できるとしている。

 2019年度から電池メーカー向けに、同技術で作った電池部材の提供やデジタル製造の提案を始める。将来は、デバイス上に2次電池を直接印刷する実装技術の実現を目指す。

http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/yx_ri_01.jpg
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/yx_ri_02.jpg
http://image.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/yx_ri_03.jpg

 従来の電極電池は、セラミックスなど電極材料を混ぜ込んだ高粘度のペーストをスリットから押し出して塗布した後、必要な大きさや長さにそれらを切り出して製造している。

 今回、セラミックスの微粒化と独自の分散技術により、インクジェットヘッドから吐出できる低粘度・高濃度な電極材料インクの製造を実現。

続きはソースで

ITmedia NEWS
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1901/31/news084.html
ダウンロード


引用元: 【電池の材料をインク化】インクジェット技術で2次電池製造、リコーが実現 IoT機器やウェアラブルデバイス向け[01/31]

【電池の材料をインク化】インクジェット技術で2次電池製造、リコーが実現 IoT機器やウェアラブルデバイス向けの続きを読む
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