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東京理科大とユニオンマテリアル,廃熱を電気エネルギに変換する材料の量産合成に成功 日経Tech-On!
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>東京理科大学基礎工学部材料工学科准教授の飯田努氏は,ユニオンマテリアル(本社茨城県・利根町)と共同で,マグネシウム・シリサイド(Mg2Si)を安定して生産する技術を開発した。Mg2Siは,廃熱エネルギを電気エネルギに直接変換する熱電変換半導体材料。

熱エネルギーを直接電気エネルギーに変換する熱電池(熱電素子)の中心素材の話ですね。


意外と知られていない話ですが,一般的な内燃機関の熱効率(熱エネルギーのうち,他のエネルギーに変換できている割合)は,最高でも4割程度なんですよね。
効率が良いのがディーゼルエンジンで,こいつの最高が4割程度。ガソリンエンジンの場合は3割程度。と。

どっちにしても燃料が持っているエネルギー(燃焼時の熱エネルギー)の大半は使われないまま空気中に放出されちゃっているってことなんですけどね。

で,その廃熱(利用し切れていない熱エネルギー)を利用して発電する手段の一つがこの熱電池です。


実はCPUの冷却などに使われるペルチェ素子はこの逆の反応(電気 → 熱変換)を利用したものだったりします。

なので,このペルチェ素子を逆用すると,発電ができます。


>具体的には,(Mg2Si)を使った廃熱発電装置を自動車のエンジンに適用することで,エネルギ効率を約10%高められるという。こうした自動車分野では,今後15年程度で実用化できる見通しだ。

発電機構に機械的動作部品が全く必要ないので,対故障性という点からも利点は多いと思われるので,実用化されるといいですね。
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コメント
>>具体的には,(Mg2Si)を使った廃熱発電装置を自動車のエンジンに適用することで,エネルギ効率を約10%高められるという。こうした自動車分野では,今後15年程度で実用化できる見通しだ。

 この『約10%』は、総熱エネルギーでのことなんでしょうか(上記ガソリンエンジンで言うと30%→40%)。それとも現在の熱効率(30%→33%)での話なんでしょうか。
 どちらにせよ、電気として回収した分を活用しないといけない訳で、やっぱりハイブ…だと面白くないなぁ。

 とりあえず、オルタネーター(発電機)廃止と油圧駆動部分の電動化(もしくは電動油圧駆動(モーターでオイルポンプを回して油圧発生))ですかね。これで低回転時は10%以上効率アップ、するといいな(爆)
 あ、でもオルタネーター廃止すると回生発電出来なくなるのか。


 初歩的な質問で申し訳ありませんが、『熱→電気変換』ということは、発電時に熱を奪う(=冷却される)ということなんでしょうか。だとすると排気系に組み込めば消音もだいぶ楽になるんですが(排ガスのエネルギーは温度の何乗かに比例していますので)
【2007/11/27 15:42】 NAME[キツネソバスキー] WEBLINK[] EDIT[]
おそらくですが,
熱効率を問題にしているので,ガソリンエンジン部分での熱エネルギー全体の効率ではないかと思います。


>どちらにせよ、電気として回収した分を活用しないといけない訳で、やっぱりハイブ…だと面白くないなぁ。

 気分的には賛成なんですが,そうじゃなかったらどうすると言われると(笑)


>とりあえず、オルタネーター(発電機)廃止と油圧駆動部分の電動化(もしくは電動油圧駆動(モーターでオイルポンプを回して油圧発生))ですかね。

 オルタネーターを代替できるだけの発電量が確保できなかったら,という懸念も残りますが,まぁ,代替できればその分のエネルギー(力学的エネルギー)が走る方に回せるわけで,その分は間違いなく効率アップですよね。


>あ、でもオルタネーター廃止すると回生発電出来なくなるのか。
 あ・・・そうですね。
 ・・・いや,ハイブリッド車でなければ(電力が確保できれば)廃止してもOKなんじゃないかなぁとは素人考えですが。


>初歩的な質問で申し訳ありませんが、『熱→電気変換』ということは、発電時に熱を奪う(=冷却される)ということなんでしょうか。

 物理(熱力学など)は専門ではないので間違っている可能性はあるのですが,エネルギー保存則から考えて,答は「イエス」のハズです。

 ただ,排ガスの「冷却」と言えるほどに明らかに熱エネルギーを吸収できるかという点については分かりません。


 あ,ペルチェ素子を使った熱電池の製作実験のページが見つかりました。
http://www2.hamajima.co.jp/~tenjin/labo/heatbatt.htm
【2007/11/27 21:25】 NAME[ナーラー・ヤナ] WEBLINK[] EDIT[]


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