未利用熱エネルギーの革新的活用技術の開発?蓄熱材を利用したサーマルモバイルシステムの構築?

摘要

化石燃料の枯渴，福島第一原発の事故に伴い新規エネルギー源の開発は危急の誤題である.また，同時に，太陽エネルギー，排熱，ピークオフ電力などの未利用熱エネルギーを有効活用する技術の開発が求められている. その中で，近年，蓄熱材，蓄熱技術が注目されている.蓄熱材は，熱エネルギーを貯蔵して空間?時間的に輸送可能であること，リサイクル性が高いことなどから，社会全般を取り巻く熱エネルギーシステムの革新的技術になりえるものと期待されている~(1~6)).そこで，われわれは，熱エネルギーを貯蔵，また，自由に持ち運び，輸送，放出できる“サ一マルモバイルシステム”（図1)の構築を目指し研究を進めている.サーマルモバイルシステムを構築するために，固体-液体相転移時に大きな潜熱を有する有機系相転移材料(Phase Change Material ; PCM)（パラフインなど）に着目し，有機系PCM潜熱蓄熱材の開発に取り組hでいる.有機系PCM潜熱蓄熱材は，有機系PCMの固体-液体相転移時に大量の熱（潜熱）が貯蔵できるためコンパクトな蓄熱システムになりえること（図2)，また，有機系PCMは0°C以上に固体-液体相転移温度（融点）を有することから，生活温度域で利用可能なこと，更にその融点をアル力ンの混合により調節可能であること（表1)などの利点を有する.一方で，有機系PCM は融点以上において固体状態から液体状態に相変化するため，基材から漏出すること（図3上），また，有機系PCMは融点以下において液体状態から固体状態へ相変化するため，流動性を失うこと（図3下）など克服しなければならない課題がある~(1~6)).そこで，本稿では，これらの課題を克服するために開発してきた，①非流動型有機系潜熱蓄熱材，すなわち，有機系PCMが融点以上においても漏出（流動）しない蓄熱材~7）および②流動型有機系潜熱蓄熱材，すなわち，有機系PCMが融点以下においても流動性を有する蓄熱材~(7）)について紹介する.