理系にゅーす

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出力

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1: 2017/07/21(金) 08:38:07.57 ID:CAP_USER9
分子科学研究所の平等拓範准教授らは超小型で出力の高いレーザーを開発した。
従来、机の上に設置する大きな装置が必要だったが、手のひらに載せられるほどに小型化できた。
熱を加えずに電子部品を加工したり金属の微小な亀裂を修復したりする用途を見込んでいる。

超小型レーザーは、イットリウム・アルミニウム・ガーネットの混合材料を固めた結晶を使う。
ランプなどの光を当てると断続的にレーザーを発振する。
光の照射で結晶がセ氏400度を超えるほどの高温になるとレーザーは安定して出なくなり、最終的に壊れてしまう問題があった。

平等准教授らは結晶を0.5ミリほどの薄さに切り、熱を放出するサファイア基板をはさんで多層化する構造を採用した。

続きはソースで

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Military_laser_experiment.jpg
http://www.nikkei.com/article/DGXLZO18926580W7A710C1TJM000/
ダウンロード (1)


引用元: 【技術】手のひらサイズの高出力レーザーを開発…分子科学研究所 [無断転載禁止]©2ch.net

手のひらサイズの高出力レーザーを開発…分子科学研究所の続きを読む

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1: 2017/07/05(水) 01:15:20.34 ID:CAP_USER
https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00434355

(2017/7/4 05:00)

http://d1z3vv7o7vo5tt.cloudfront.net/medium/article/img1_file595a340f889c1.jpg
(京大の資料を基に作成)


京都大学大学院の江口浩一教授らとノリタケカンパニーリミテド、IHI、日本触媒、豊田自動織機、三井化学、トクヤマの研究グループは、アンモニアを燃料とする固体酸化型燃料電池(SOFC)で1キロワットの発電に成功した。アンモニアSOFCでは世界最高の発電規模だという。住宅1軒分の1日の電力をまかなえる出力となる。有害物質や温暖化ガスが発生しない発電の実用化に期待できる。

研究グループは汎用的なSOFCのセルとして、電圧や出力を高める導電性材料を挟みながら30個重ねた集合体(スタック)を使用。通常の都市ガスに代えてアンモニアを燃料として供給し、1キロワットの発電を実現した。

続きはソースで

(2017/7/4 05:00)
ダウンロード


引用元: 【燃料電池】アンモニア燃料電池、世界最高の1kW発電に成功?京大など [無断転載禁止]©2ch.net

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1: 2016/11/01(火) 22:31:43.30 ID:CAP_USER
慶應大ら、熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明
~熱力学に新たな原理が付加

若杉 紀彦2016年11月1日 14:00

古くから推測されていた熱エンジンと効率向上と出力の大きさとの間にはトレードオフの関係があることが慶應義塾大学理工学部の齊藤圭司准教授と、東京大学大学院総合文化研究科白石直人氏、学習院大学理学部の田崎晴明教授らの研究グループによって証明された。
 
火力発電所の発電機のように、高温の物体から熱を受け取り、それを電気のような「使えるエネルギー」に変える装置を一般的に「熱エンジン」と呼ぶ。高温の物体から受け取った熱エネルギーのうち、どれだけ利用できたかの比率を「効率」という。
この効率には、原理的に超えられない「カルノー効率」という上限があることが分かっている。
一方、発電機では、効率だけでなく「何Wの電力が発電できるか」という「仕事率」が問題になる。
 
カルノー効率が達成されると、効率は上がるが、トレードオフの関係で、同時に仕事率がゼロになることが漠然と予想されていた。
しかし、従来の熱力学には動作時間という概念が組み込まれていないため、仕事率を解析できず決定的な答えを得られていなかった。

続きはソースで

▽引用元:PC Watch 2016年11月1日 14:00
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1027753.html

▽関連
慶應義塾大学 プレスリリース 2016/10/31
一般の熱エンジンの効率とスピードに関する原理的限界の発見
https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2016/10/31/28-18691/

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.117.190601
https://arxiv.org/abs/1605.00356 

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引用元: 【熱力学】熱エンジンの効率を最大限に上げると出力がほぼゼロになることを証明 熱力学に新たな原理が付加/慶應大など©2ch.net

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1: 2016/03/22(火) 17:27:20.99 ID:CAP_USER.net
平成28年3月22日
東京工業大学
トヨタ自動車株式会社
トヨタモーターヨーロッパ
高エネルギー加速器研究機構
J-PARCセンター
茨城県

【要点】
○世界最高のリチウムイオン伝導率を示す超イオン伝導体を発見
○超イオン伝導体を利用した全固体セラミックス電池が最高の出力特性を達成
○高エネルギーと高出力で、次世代蓄電デバイスの最有力候補に。

 東京工業大学大学院総合理工学研究科の菅野了次教授、トヨタ自動車の加藤祐樹博士、高エネルギー加速器研究機構の米村雅雄特別准教授らの研究グループは、リチウムイオン二次電池の3倍以上の出力特性をもつ全固体型セラミックス電池(用語1)の開発に成功した。
従来のリチウムイオン伝導体の2倍という過去最高のリチウムイオン伝導率をもつ超イオン伝導体(用語2)を発見し、蓄電池の電解質に応用して実現した。


 開発した全固体電池は数分でフル充電できるなど高い入出力電流を達成し、蓄電池(大容量に特徴)とキャパシター(高出力に特徴)の利点を併せ持つ優れた蓄電デバイスであることを確認した。
次世代自動車やスマートグリッドの成否の鍵を握るデバイスとして熾烈な開発競争が繰り広げられている蓄電デバイス(用語3)のなかで、最も有力なデバイスといえる。

 同研究グループは超イオン伝導体の結晶構造を、大型放射光施設SPring-8のBL02B2を利用したX線構造解析、および大強度陽子加速器施設J-PARC(用語4)に茨城県が設置した粉末中性子回折装置「茨城県材料構造解析装置(iMATERIA:BL20)」で解明し、三次元骨格構造中の超イオン伝導経路(用語5)を明らかにした。
さらに電極反応機構を、電解液を用いるリチウムイオン二次電池と比較し、高出力特性が全固体デバイスの本質的な利点であることを解明した。

 研究成果は3月21日(現地時間)発行の英国の科学誌「ネイチャーエナジー(Nature Energy)」電子版に掲載される。
また、成果の一部は国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の助成事業にて得られたものである。

続きはソースで

ダウンロード


ソース元:spring8
http://www.spring8.or.jp/ja/news_publications/press_release/2016/160322/

引用元: 【材料科学/電気化学】超イオン伝導体を発見し全固体セラミックス電池を開発 高出力・大容量で次世代蓄電デバイスの最有力候補に

超イオン伝導体を発見し全固体セラミックス電池を開発 高出力・大容量で次世代蓄電デバイスの最有力候補にの続きを読む

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1: 2015/09/19(土) 12:40:02.88 ID:???.net
産総研:メタン-アンモニア混合ガスと100 %アンモニアのそれぞれでガスタービン発電に成功
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150917/pr20150917.html

画像
http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/press_release/pr2015/pr20150917/fig.png
供給燃料の切り替えと発電出力の変化(メタン-アンモニア混焼(左)、アンモニア専焼(右))
http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/press_release/pr2015/pr20150917/fig1.jpg
図1 アンモニアを直接燃焼できるマイクロガスタービン発電装置
http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/press_release/pr2015/pr20150917/fig2.png
図2 メタン-アンモニア混焼試験の燃料供給と発電出力の変化
http://www.aist.go.jp/Portals/0/resource_images/aist_j/press_release/pr2015/pr20150917/fig3.png
図3 アンモニア専焼試験の燃料供給と発電出力の変化


ポイント

• メタン-アンモニア混合ガスをガスタービンで燃焼させ、41.8 kWの発電に成功
•100 %のアンモニアガスを燃焼させ、41.8 kWのガスタービン発電にも成功
• 水素キャリアとしてのアンモニアを利用する技術の進展や温室効果ガスの大幅削減に貢献


概要

 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】(以下「産総研」という)再生可能エネルギー研究センター【研究センター長 仁木 栄】水素キャリアチーム 辻村 拓 研究チーム長、壹岐 典彦 研究チーム付は、総合科学技術・イノベーション会議のSIP(戦略的イノベーション創造プログラム)「エネルギーキャリア」(管理法人:国立研究開発法人 科学技術振興機構【理事長 中村 道治】(以下「JST」という)の委託研究において、国立大学法人 東北大学【総長 里見 進】(以下「東北大」という) 流体科学研究所との共同研究により、アンモニアを燃料とした41.8 kWのガスタービン発電に成功した。

 アンモニアは水素含有量の多い水素キャリアとして注目され、特に発電用燃料として期待されている。今回、メタンとアンモニアの混合ガスを用いたガスタービン発電に成功し、天然ガスを燃料とする大型の火力発電所でのアンモニア混焼による発電の可能性を示した。さらに、二酸化炭素(CO2)フリーの大型火力発電に繋がる100 %アンモニア燃焼(アンモニア専焼)による発電にも成功した。
これらの成果は、発電分野における温室効果ガスの大幅な削減に寄与する技術として実用化が期待される。

 なお、この技術の詳細は、2015年9月20~23日に米国イリノイ州で開催されるNH3 Fuel Conference 2015および2015年11月16~18日に茨城県つくば市で開催される第53回燃焼シンポジウムで発表される。

続きはソースで

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引用元: 【エネルギー技術】メタン-アンモニア混合ガスと100 %アンモニアのそれぞれでガスタービン発電に成功 産総研など

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1: 2015/09/13(日) 10:17:07.66 ID:???*.net
「アイアンマン」もびっくり!MITが小型核融合炉の概念設計 (ニュースイッチ) - Yahoo!ニュース
http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20150913-00010000-newswitch-sctch


ITERに比べコストが10分の1まで圧縮できる可能性

 実用的な小型トカマク式核融合炉の概念設計を、米マサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームが行い、Fusion Engineering and Design誌に論文発表した。国際共同プロジェクトとして現在フランスに建設中のITER(国際熱核融合実験炉、イーター)と同じ核融合出力であれば、装置の大きさが半分で済み、コストについても約400億ドルかかるとみられるITERに対し、50億ドル程度と10分の1近くまで圧縮できる可能性があるという。

 MITプラズマ科学核融合センターのデニス・ホワイト所長と博士課程のブランドン・ソーボム氏らが設計し、「ARC(アーク)リアクター」と名付けた。今後さらに性能向上を目指してデザインを洗練させるほか、プロトタイプの製作に向けた資金集めも行う。

 ちなみに映画『アイアンマン』に登場するのは熱プラズマ反応炉の「アークリアクター」。17歳でMITを首席で卒業したという設定の主人公トニー・スタークによる発明で、スターク・インダストリーズに設置された大型の反応装置と、胸に埋め込んでアイアンマンの動力源になる2つのタイプがある。

 今回のARCリアクターは、これとは直接的な関係はなく、ARCはそれぞれ、「Affordable=手ごろな値段の」「Robust=頑丈な」「Compact=小型」の頭文字を表す。

 小型・低コストの設計を可能にしたのは、高温超伝導材料のREBCO(希土類バリウム銅酸化物)を採用しているため。重水素と三重水素で核融合を起こすのに必要な、数千万度から数億度という超高温のプラズマ(荷電粒子のガス)を閉じ込めるのに、強度が2倍の磁場を発生させるコイルが作れるという。

 しかも核融合出力は磁場の強さの4乗で効いてくるため、理論的には16倍の出力が生み出され、同じ出力なら反応炉の容積と重量を10分の1以下にできるという。

 そのほか、装置全体を分解しなくとも、ドーナツ型の反応炉から格納容器のコアの部分を取り出しやすくする「モジュールコア」を採用、メンテナンスや材料を変化させる性能向上実験をしやすくした。

 さらに、高エネルギー中性子による格納容器のダメージを減らすのに固体材料で被覆するのではなく、フッ化リチウム・ベリリウム溶融塩の液体を循環させる方式をとっている。液体の溶融塩は循環しながら中性子を減速するとともに、発電用の熱交換媒体としても使われる。

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引用元: 【科学】MITが小型核融合炉の概念設計 「アイアンマン」もびっくり!

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