【工学】1400度Cの高温に耐えるセラミックス製ポンプ開発、米ジョージア工科大【反応まとめ】

1: 2017/10/15(日) 23:52:06.66 ID:CAP_USER

【電子版】1400度Cの高温に耐えるセラミックス製ポンプ開発、米ジョージア工科大
(2017/10/15 12:00)

溶融スズ、再生エネの熱貯蔵に活用

これまでより数百度C高い1400度Cの高温で稼働するポンプ装置を、米ジョージア工科大学などの研究チームが開発した。部品にセラミックスを使った機械式ポンプで、溶融スズのような極めて高温の液体の輸送を目的としている。溶融金属を媒体としたエネルギー変換やエネルギー貯蔵システムに将来応用できるという。

応用面でもっとも期待されるのが再生可能エネルギー用のグリッドストレージ(系統電力用エネルギー貯蔵システム)。太陽光や風力で発電されたエネルギーを熱エネルギーの形で溶融スズや溶融シリコンに蓄えておき、必要な場合に電気エネルギーに変換する仕組みだ。蓄電池など既存のエネルギー貯蔵システムに比べ、低コストで実現できる可能性があるとしている。

今回の研究はジョージア工科大機械工学研究科のアセガン・ヘンリー助教と大学院生のキャレブ・エイミー氏らが中心となり、パデュー大学やスタンフォード大学と協力して実施した。成果は12日の英科学誌ネイチャーに掲載された。
— 引用ここまで 全文は引用元参照 —

▽引用元:日刊工業新聞 2017/10/15 12:00
https://www.nikkan.co.jp/articles/view/00446713

ジョージア工科大の研究チームがポンプの実験に使った1400度Cの溶融スズ(Credit: Caleb Amy)

https://d1z3vv7o7vo5tt.cloudfront.net/medium/article/img1_file59e2cbf2d3afb.jpg

▽関連
Nature 550, 199?203 (12 October 2017) | doi:10.1038/nature24054
Pumping liquid metal at high temperatures up to 1,673 kelvin
http://www.nature.com/nature/journal/v550/n7675/abs/nature24054.html

以下、反応

via:https://awabi.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1508079126/

3: 2017/10/15(日) 23:54:28.44 ID:ec2n09wL
金属ナトリウムによる高速増殖炉用。

 

38: 2017/10/16(月) 19:24:13.96 ID:EMxIsRG+
>>3
スレタイ見て最初に思い浮かんだのがこれだった

 

4: 2017/10/16(月) 00:00:21.30 ID:6ZqFnWu8
でも一度通した軽金属が冷えたら中で固まっちゃう。
動かしたら止められないポンプなんていらない。

 

19: 2017/10/16(月) 07:07:53.89 ID:t7HfhWtn
>>4
これ、メンテとか出来ないよな、、、

 

57: 2017/10/17(火) 12:35:03.99 ID:Pzek82fh
>>4
ポンプごと加熱しよう

 

7: 2017/10/16(月) 00:12:35.34 ID:lfGCmr7l
1400℃でもSnと反応しないセラミックスと言うことなんだろうか

 

8: 2017/10/16(月) 00:32:49.18 ID:7Mkh+aoq
そーいや、セラミックエンジンとかもあったなあ
結局どうなったんだっけw

 

10: 2017/10/16(月) 01:15:25.78 ID:MBdTd+gX

>>8
クルマのエンジンなんて土俵はオレには狭すぎらぁ!
…とか言って航空機用エンジン(パーツ?)の世界へ羽ばたいた
って話を聞いたことがある

1000℃のシリンダーに過給器で無理矢理圧入しても
ノッキング起こさない気立ての良い燃料があれば
何とかなるのかね?

 

26: 2017/10/16(月) 16:15:22.98 ID:6WkOr1L1
>>10
1000℃の燃焼室つったら…燃料要らんかもな
酸素送り込んだ時点で爆発しそうなイメージだ

 

28: 2017/10/16(月) 16:24:44.11 ID:AujNrEJX
>>26
いわゆる核熱エンジンですね。

 

39: 2017/10/16(月) 19:39:59.00 ID:LrHvy9W1
>>26
酸素自体は燃えねえよ

 

40: 2017/10/16(月) 19:55:11.80 ID:z3SK7Dbh
>>39
原子状酸素に分解されてから窒素原子と結合するんじゃね
トータルだと吸熱反応だが

 

18: 2017/10/16(月) 06:02:01.40 ID:j9hAl7As
>>8
セラミックエンジンとは懐かしい
SFにも良く出てたなぁ

 

58: 2017/10/17(火) 12:48:39.29 ID:AE9yztR0

>>8
>そーいや、セラミックエンジンとかもあったなあ

クラックが入ると脆性破壊するので、実用化できていない。

 

9: 2017/10/16(月) 00:55:14.00 ID:JF2uCcsQ
こんなのよくできたな
いろいろ利用できそう

 

12: 2017/10/16(月) 04:04:51.85 ID:wCzfEAyF
>極めて高温の液体
矛盾があるようだ。 どんどん高温にしていくと、気体になる。

 

34: 2017/10/16(月) 18:19:36.10 ID:DM4HsMmN
>>12
沸点というものがありましてね…

 

17: 2017/10/16(月) 05:40:12.28 ID:uJq5Hdco

セラミックって金属とすっげー馴染んじゃうから使えないような気がする
しかもかなりの割合で侵食されて減っていくから一ヶ月ごとに交換、みたいな使い方なのかな?

用途はほぼ高速増殖炉で間違いないだろうな・・・

 

20: 2017/10/16(月) 07:19:16.02 ID:9JbMi8F4
こういうのってのは潤滑ってどうなってんの、圧送流体が役目果たすのか?

 

21: 2017/10/16(月) 08:11:08.44 ID:VJGsBIZF
スズやシリコンに熱エネルギーの形で蓄えるってなんかメリットあるの?

 

22: 2017/10/16(月) 08:28:08.70 ID:lBegVJ7W
>>21
熱を移送できる

 

23: 2017/10/16(月) 09:10:16.86 ID:BS1ycDVb
改竄してないか物理テスト公開しろよ

 

30: 2017/10/16(月) 16:36:59.45 ID:q4fZZC/i
熱エネルギーの形で溜めたものを再電力化するにはどういうことするんですか?蒸気でタービン回すんですか?エネルギー→電力の効率ってどれくらいあるもんなんですか?

 

37: 2017/10/16(月) 19:03:08.43 ID:eKmGSGkg
>>30
蒸気タービンで50%程度では
でも太陽光の場合加熱するのに一度電気にする必要は無く
集光して直接加熱すれば良いかと

 

41: 2017/10/16(月) 20:06:05.89 ID:H8yLXl4Z
>>37
蒸気タービンの排気を冷やす復水器で回収した熱を再利用すれば遥かに高効率に出来ますよ

 

45: 2017/10/16(月) 20:30:39.74 ID:6Bu0HcDz
>>41
良くタービンと排気熱を使ったコジェネエンジンとか聞くけど
排気熱でスターリングエンジンまわしてるの?
実際に(理論上ではなく)熱効率そんなに上がる?

 

47: 2017/10/16(月) 20:48:31.68 ID:SKsvqfAC

>>45

コジェネエンジン?聞かない。
コジェネだったら、それは発電と熱利用。

コンバインドサイクルは、ガスタービン排気でさらに蒸気発電。

 

 

46: 2017/10/16(月) 20:46:22.38 ID:SKsvqfAC

>>41

それができたらエネルギー革命が起こる。

無理だと思うけどねw

 

 

31: 2017/10/16(月) 16:39:25.62 ID:NwGMW0Bf
熱エネルギーを
>必要な場合に電気エネルギーに変換する仕組み
そんでまたタービン回すんか

 

33: 2017/10/16(月) 18:12:19.70 ID:limpmR2H
固まっても1400以下で溶解するなら大丈夫なんだろ

 

43: 2017/10/16(月) 20:13:57.10 ID:1WtBOP+q
1400℃に耐えれるってことは、
このポンプは何度で加工したんだろ?
2000℃くらいか?
技術者熱中症になるんじゃない?

 

44: 2017/10/16(月) 20:16:46.08 ID:H8yLXl4Z
暖房でも冷房でも水素発生でも、好きなように使えますよ

 

48: 2017/10/16(月) 21:03:20.95 ID:aDf+f9AD
そもそも溶融金属はローレンツ力をつかった電磁ポンプで流せるから機械ポンプの必要はあまりない
電気の流れない高温液体を流すのに使うべき

 

49: 2017/10/16(月) 21:24:48.08 ID:6Bu0HcDz
>>48
むちゃくちゃエネルギー食うだろ

 

50: 2017/10/17(火) 00:02:51.05 ID:QTlxS2nZ
セラミックを使えば本体は1400℃は クリアできるだろうが
軸受けのシールが問題だな
まさかグランドシールって言うわけにはいかないだろう

 

54: 2017/10/17(火) 07:43:32.46 ID:7Ncu0Y9T

>>50

どうやってやるかは知らないが、

高速増殖炉では何とかしようとしたんだろうな、もっとずっと低温だけど。

それでももんじゅじゃナトリウム漏れをしょっちゅう起こしてたな。
もしかしたら失敗した最大要因かも。

 

 

64: 2017/10/18(水) 07:24:45.03 ID:bfabcRen
>>50
熱源に近い軸受けは流体軸受けだろうから特にシール性能要求されないだろうよ
モーター自体は熱源から離してたぶん高い位置に設置されるから流体が上がってこれないしシール性能は問題にならない

 

65: 2017/10/18(水) 09:23:36.49 ID:xRj9BhK1

>>64

シール材量は?

まさか油なんて言わないよね?

 

 

51: 2017/10/17(火) 00:28:46.18 ID:XGnhbNje

ふーん

そろそろ、一方ロシアではのターン。

 

52: 2017/10/17(火) 00:55:54.47 ID:c93yQL99
ロシアでは鉛筆ってのがジョークになってるけど
あれそんなに間抜けな話じゃ無いんだよね
鉛筆の芯は黒鉛なので導電性があり宇宙機の内部でショートをおこすので使えない
だからロシアはガラスや陶器を焼くときの印に使う非伝導性の
特殊なチョークを芯にした鉛筆を宇宙機で使ったんだ
ただの鉛筆じゃあ無い

 

61: 2017/10/17(火) 19:42:40.37 ID:qn/j59z+
熱エネルギーって長時間上手く保存できるもんなの?

 

62: 2017/10/18(水) 00:16:35.63 ID:mTewmT0H
>>61
「魔法瓶」て聞いた事はないか?

 

66: 2017/10/18(水) 09:26:16.28 ID:xRj9BhK1

>>61

安価にって言うと難しいね。

磁石で浮かした魔法瓶だって赤外線で真空を越えて対岸の壁に逃げて行く。

 

 

63: 2017/10/18(水) 00:58:21.34 ID:TwtQRP94
化学燃料+熱電池のハイブリッドって考えられるな

 

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