電場付与による過冷却水の凝固制御に及ぼす電極材質の影響

摘要

近年，氷蓄熱システムの高効率化に関連して，水の過冷却状態の維持および解消に関する物理現象の解明が重要課題となっている．過冷却状態の解消要因の一つとして電場付与による影響が従来から多く研究されているが，研究者によって意見は異なる。 また，付与する電流値が大きく，実用化には問題も多い．ある研究者は電場の効果がまったくないと結論付けている．他の研究者は電場の影響はあるものの，電場付与による水の界面移動や電気分解によって生じた気泡によると報告している。また，別の研究者は電場付与による凝固には，kVオーダーの非常に高い電圧を要すると報告している．しかし，一方，大河らは30V～120Vの比較的低い電圧で過冷却水に電場を付与し凝固することに成功している．以上のことから本研究では，過冷却状態の水に電場を付与し，過冷却水に及ぼす電場の影響を検討した．その際，解消メカニズムの解明および低過冷度域での凝固について検討するために，6種類の電極材質を使用した．また，電流値を測定し，凝固に必要な最小付与電流値を見積もった．