JP7194129B2

JP7194129B2 - coolant

Info

Publication number: JP7194129B2
Application number: JP2020004992A
Authority: JP
Inventors: 俊輔橋本; 一久矢野; 崇史山内; 健二福井; 卓哉布施; 伸矢笠松
Original assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2022-12-21
Anticipated expiration: 2040-01-16
Also published as: JP2021113242A

Description

本発明は、冷却液に関する。 The present invention relates to coolants.

従来、自動車等の冷却系では、液体の熱輸送流体（以下、「冷却液」と称する）を用いた熱輸送システムが採用されている。冷却液を長期間に亘り使用すると、冷却液に混入したイオンにより絶縁性が低下するおそれがある。これに対し、従来、冷却系がイオン交換器を備えることにより、冷却液の絶縁性を確保する技術が用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、硬度成分の吸着能力を向上させたイオン交換膜が提案されている（例えば、特許文献２参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a heat transport system using a liquid heat transport fluid (hereinafter referred to as "coolant") has been employed in a cooling system of an automobile or the like. If the coolant is used for a long period of time, ions mixed in the coolant may deteriorate the insulation. On the other hand, conventionally, a technique has been used in which the cooling system is provided with an ion exchanger to ensure the insulation of the cooling liquid (see, for example, Patent Document 1). Also, an ion-exchange membrane with improved ability to adsorb hardness components has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

ところで、多孔質構造をもつ物質は高い表面積を有するため、触媒担体、酵素や機能性有機化合物等の固定化担体として広く使用されている。そして、均一で微細な細孔を有する多孔体として、メソ細孔構造を有しポリマーを包含する複合シリカ粒子、メソ細孔構造を有する中空シリカ粒子が提案されている（例えば、特許文献３参照。） By the way, since a substance having a porous structure has a high surface area, it is widely used as a catalyst carrier, an immobilizing carrier for enzymes, functional organic compounds, and the like. As porous bodies having uniform fine pores, composite silica particles having a mesopore structure and containing a polymer, and hollow silica particles having a mesopore structure have been proposed (see, for example, Patent Document 3). .)

特開２００６－２１４３４８号公報JP 2006-214348 A 特開２０１８－１７６０５１号公報JP 2018-176051 A 特許第５４８０４６１号公報Japanese Patent No. 5480461

本発明は、冷却液の絶縁性の低下を抑制する他の技術を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide another technique for suppressing the deterioration of the insulating property of the cooling liquid.

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の一形態によれば、冷却液が提供される。この冷却液は、ベース液体と、複数の細孔を有する多孔質微粒子であって、前記ベース液体中に含有され、イオンを捕獲可能な多孔質微粒子と、を含み、前記多孔質微粒子は、前記複数の細孔の内部に陽イオンを捕獲可能な第１多孔質微粒子と、前記複数の細孔の内部に陰イオンを捕獲可能な第２多孔質微粒子であって、前記第２多孔質微粒子の表面のゼータ電位が前記第１多孔質微粒子の表面のゼータ電位と同符号である第２多孔質微粒子と、から成り、絶縁性である。この構成によれば、冷却液において、ベース液体中に第１多孔質微粒子および第２多孔質微粒子が含まれているため、冷却液中に溶出した陽イオン（カチオン）および陰イオン（アニオン）を、多孔質微粒子により捕獲することができる。そのため、冷却液の使用に伴う冷却液の絶縁性の低下を抑制することができる。また、第２多孔質微粒子の表面のゼータ電位が第１多孔質微粒子の表面のゼータ電位と同符号であるため、多孔質微粒子の単分散性を良好にすることができる。 The present invention has been made to solve at least part of the above problems, and can be implemented as the following modes.
According to one aspect of the invention, a coolant is provided. The cooling liquid includes a base liquid and porous fine particles having a plurality of pores, the porous fine particles being contained in the base liquid and capable of trapping ions. A first porous fine particle capable of capturing cations inside a plurality of pores, and a second porous fine particle capable of capturing anions inside the plurality of pores, wherein the second porous fine particles and a second porous fine particle whose surface has the same sign as the zeta potential of the surface of the first porous fine particle, and is insulative. According to this configuration, since the coolant contains the first porous fine particles and the second porous fine particles in the base liquid, the positive ions (cations) and the negative ions (anions) eluted in the coolant are , can be captured by porous microparticles. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the insulating property of the cooling liquid due to the use of the cooling liquid. Moreover, since the zeta potential of the surface of the second porous fine particles has the same sign as the zeta potential of the surface of the first porous fine particles, the monodispersibility of the porous fine particles can be improved.

（１）本発明の一形態によれば、冷却液が提供される。この冷却液は、ベース液体と、複数の細孔を有する多孔質微粒子であって、前記ベース液体中に含有され、イオンを捕獲可能な多孔質微粒子と、を含み、前記多孔質微粒子は、前記複数の細孔の内部に陽イオンを捕獲可能な第１多孔質微粒子と、前記複数の細孔の内部に陰イオンを捕獲可能な第２多孔質微粒子であって、前記第２多孔質微粒子の表面のゼータ電位が前記第１多孔質微粒子の表面のゼータ電位と同符号である第２多孔質微粒子と、を含む。 (1) According to one aspect of the invention, a coolant is provided. The cooling liquid includes a base liquid and porous fine particles having a plurality of pores, the porous fine particles being contained in the base liquid and capable of trapping ions. A first porous fine particle capable of capturing cations inside a plurality of pores, and a second porous fine particle capable of capturing anions inside the plurality of pores, wherein the second porous fine particles and a second porous fine particle whose surface has the same sign as the zeta potential of the surface of the first porous fine particle.

この構成によれば、冷却液において、ベース液体中に第１多孔質微粒子および第２多孔質微粒子が含まれているため、冷却液中に溶出した陽イオン（カチオン）および陰イオン（アニオン）を、多孔質微粒子により捕獲することができる。そのため、冷却液の使用に伴う冷却液の絶縁性の低下を抑制することができる。また、第２多孔質微粒子の表面のゼータ電位が第１多孔質微粒子の表面のゼータ電位と同符号であるため、多孔質微粒子の単分散性を良好にすることができる。 According to this configuration, since the coolant contains the first porous fine particles and the second porous fine particles in the base liquid, the positive ions (cations) and the negative ions (anions) eluted in the coolant are , can be captured by porous microparticles. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the insulating property of the cooling liquid due to the use of the cooling liquid. Moreover, since the zeta potential of the surface of the second porous fine particles has the same sign as the zeta potential of the surface of the first porous fine particles, the monodispersibility of the porous fine particles can be improved.

（２）上記形態の冷却液であって、前記第１多孔質微粒子と前記第２多孔質微粒子の少なくともいずれか一方は、自身の内部にイオンを捕獲可能な核部と、前記核部の外周に形成され、酸性度または塩基性度が前記核部より低い外層部と、を備えてもよい。このようにすると、外層部より核部の細孔内部にイオンが捕獲されやすく、多孔質微粒子の表面の電荷状態が変更されにくいため、多孔質微粒子がイオンを捕獲した後も、分散性の低下を抑制することができる。 (2) In the cooling liquid of the above aspect, at least one of the first porous fine particles and the second porous fine particles has a core capable of trapping ions inside itself and an outer periphery of the core. and an outer layer having a lower acidity or basicity than the core. In this way, ions are more likely to be captured inside the pores of the core than in the outer layer, and the state of charge on the surface of the porous fine particles is less likely to change. can be suppressed.

（３）上記形態の冷却液であって、前記第１多孔質微粒子と前記第２多孔質微粒子のいずれか一方は、自身の内部にイオンを捕獲可能な核部と、前記核部の外周に形成され、前記核部と異符号の電荷に帯電しており、かつ酸性度または塩基性度が前記核部より低い外層部と、を備えてもよい。このようにすると、表面のゼータ電位が同符号である第１多孔質微粒子と第２多孔質微粒子を、容易に製造することができる。 (3) In the cooling liquid of the above aspect, either one of the first porous fine particles and the second porous fine particles has a core capable of trapping ions inside itself, and and an outer layer formed and charged with a charge opposite to that of the core and having a lower acidity or basicity than the core. In this way, the first porous fine particles and the second porous fine particles whose surfaces have the same sign of zeta potential can be easily produced.

（４）上記形態の冷却液であって、前記ベース液体中の前記多孔質微粒子のゼータ電位の絶対値が１６．２ｍＶ以上であってもよい。このようにすると、ベース液体中の多孔質微粒子の単分散性を、より良好にすることができる。 (4) In the cooling liquid of the above aspect, the absolute value of the zeta potential of the porous fine particles in the base liquid may be 16.2 mV or more. By doing so, the monodispersity of the porous fine particles in the base liquid can be improved.

（５）上記形態の冷却液であって、前記多孔質微粒子は、シリカ系メソ多孔体であってもよい。シリカ系メソ多孔体は孔径が比較的一定であるため、このようにすると、より安定して冷却液の絶縁性の低下を抑制することができる。 (5) In the cooling liquid having the above aspect, the porous fine particles may be a silica-based mesoporous material. Since the silica-based mesoporous material has relatively constant pore diameters, it is possible to more stably suppress deterioration of the insulating properties of the cooling liquid.

（６）上記形態の冷却液であって、前記多孔質微粒子は、ゼオライト、およびシリカゲルの少なくともいずれか一方であってもよい。このようにしても、冷却液の絶縁性の低下を抑制することができる。また、冷却液のコストの上昇を抑制することができる。 (6) In the cooling liquid of the above aspect, the porous fine particles may be at least one of zeolite and silica gel. Also in this way, it is possible to suppress the deterioration of the insulating property of the cooling liquid. Also, it is possible to suppress an increase in the cost of the coolant.

（７）上記形態の冷却液であって、前記多孔質微粒子の濃度は、１０ｖｏｌ％以下であってもよい。このようにすると、圧力損失の上昇を抑制しつつ、熱伝達率を向上させることができる。 (7) In the cooling liquid having the above aspect, the concentration of the porous fine particles may be 10 vol % or less. By doing so, it is possible to improve the heat transfer coefficient while suppressing an increase in pressure loss.

（８）上記形態の冷却液であって、前記多孔質微粒子の直径は、１０ｎｍ以上３０００ｎｍ以下であってもよい。このようにすると、沈殿しにくくなり、多孔質微粒子の分散性を向上させることができる。 (8) In the cooling liquid of the above aspect, the porous fine particles may have a diameter of 10 nm or more and 3000 nm or less. By doing so, it becomes difficult to precipitate, and the dispersibility of the porous fine particles can be improved.

（９）上記形態の冷却液であって、前記第１多孔質微粒子および前記第２多孔質微粒子の少なくともいずれか一方は、前記細孔内部が修飾されていてもよい。このようにすると、修飾されていない多孔質微粒子と比較して、イオン捕獲性能を向上させることができる。 (9) In the cooling liquid of the above aspect, at least one of the first porous fine particles and the second porous fine particles may be modified inside the pores. By doing so, the ion trapping performance can be improved compared to unmodified porous microparticles.

（１０）上記形態の冷却液であって、前記第１多孔質微粒子の前記核部の前記細孔内部は、スルホン酸基を含有する官能基によって修飾されており、前記第２多孔質微粒子の前記核部の前記細孔内部は、アミノ基を含有する官能基によって修飾されていてもよい。スルホン酸基は強酸性、アミノ基は強塩基性であるため、イオン捕獲能が高い。そのため、このようにすると、多孔質微粒子の細孔を修飾する官能基を少量にして、孔径の減少を抑制することができ、より多くのイオンを捕獲することができる。 (10) In the cooling liquid of the above aspect, the inside of the pores of the core portion of the first porous fine particles is modified with a functional group containing a sulfonic acid group, and the second porous fine particles are modified with functional groups containing sulfonic acid groups. The interior of the pores of the core may be modified with a functional group containing an amino group. Since the sulfonic acid group is strongly acidic and the amino group is strongly basic, the ion trapping ability is high. Therefore, by doing so, it is possible to reduce the amount of functional groups that modify the pores of the porous fine particles, suppress the decrease in the pore diameter, and capture more ions.

（１１）上記形態の冷却液であって、前記第１多孔質微粒子と前記第２多孔質微粒子の少なくともいずれか一方は、自身の内部にイオンを捕獲可能な核部と、前記核部の外周に形成され、酸性度または塩基性度が前記核部より低い外層部と、を備え、前記核部の前記細孔内部を修飾する官能基の重量分率は、２ｗｔ％以上５０ｗｔ％以下であってもよい。このようにすると、より絶縁性を良好に維持することができる。 (11) In the cooling liquid of the above aspect, at least one of the first porous fine particles and the second porous fine particles has a core capable of trapping ions inside itself and an outer periphery of the core. and an outer layer portion having a lower acidity or basicity than the core portion, and the weight fraction of the functional group that modifies the inside of the pores of the core portion is 2 wt% or more and 50 wt% or less. may In this way, better insulation can be maintained.

（１２）上記形態の冷却液であって、前記第１多孔質微粒子と、前記第２多孔質微粒子とが、等量含まれてもよい。第１多孔質微粒子による陽イオン捕獲量と第２多孔質微粒子による陰イオン捕獲量が同じ場合に、冷却液における陰イオン捕獲量と陽イオン捕獲量が略同量になるため、冷却液の絶縁性の低下を適切に抑制することができる。 (12) In the cooling liquid of the above aspect, the first porous fine particles and the second porous fine particles may be contained in equal amounts. When the amount of cations captured by the first porous fine particles and the amount of anions captured by the second porous fine particles are the same, the amount of anions captured and the amount of cations captured in the cooling liquid are approximately the same. It is possible to appropriately suppress the deterioration of the properties.

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、冷却液を用いる熱輸送システム、その熱輸送システムを備えるシステムなどの形態で実現することができる。 It should be noted that the present invention can be implemented in various forms, for example, it can be implemented in the form of a heat transport system using a cooling liquid, a system including the heat transport system, and the like.

第１実施形態における熱輸送システムの概略構成を示す説明図である。It is an explanatory view showing a schematic structure of a heat transportation system in a 1st embodiment. 第１熱交換器の配置を模式的に示す説明図である。It is an explanatory view showing arrangement of the 1st heat exchanger typically. 本実施形態の冷却液を説明するための説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the cooling liquid of the embodiment; 第１多孔質微粒子を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining the first porous microparticles. 第２多孔質微粒子を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining the second porous fine particles. ベース多孔質微粒子の断面形状を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the cross-sectional shape of base porous fine particles. 第１多孔質微粒子および第２多孔質微粒子によるイオンの捕獲を概念的に示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram conceptually showing ion capture by first porous fine particles and second porous fine particles. 第１多孔質微粒子のＳＥＭ（走査電子顕微鏡)像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the SEM (scanning electron microscope) image of 1st porous microparticles|fine-particles. 第２多孔質微粒子のＳＥＭ像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the SEM image of 2nd porous microparticles|fine-particles. 第１多孔質微粒子および第２多孔質微粒子の主要諸元の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the main specifications of a 1st porous microparticles|fine-particles and a 2nd porous microparticles|fine-particles. 粒子濃度と圧力損失との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between particle concentration and pressure loss. 粒子濃度と熱伝達比率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a particle concentration and a heat transfer ratio. 多孔質微粒子による導電率低下の実施例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a decrease in electrical conductivity due to porous fine particles. 多孔質微粒子のゼータ電位と平均粒子径を示す図である。It is a figure which shows the zeta-potential and average particle diameter of porous microparticles|fine-particles. 比較例の第１熱交換器の配置を模式的に示す説明図である。It is an explanatory view showing typically arrangement of the 1st heat exchanger of a comparative example. 比較例のイオン交換樹脂粒子によるイオン交換を概念的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram conceptually showing ion exchange by ion-exchange resin particles of a comparative example. 比較例の微粒子の分散性を説明するための説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the dispersibility of fine particles of a comparative example; 第２実施形態の第１熱交換器を模式的に示す説明図である。It is an explanatory view showing typically the 1st heat exchanger of a 2nd embodiment. 第２多孔質微粒子の第２外層部の厚みと平均粒子径およびゼータ電位との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the thickness of the second outer layer portion of the second porous fine particles, the average particle size, and the zeta potential. 図１９に示す各サンプルの第２外層部の厚みを概念的に示す説明図である。20 is an explanatory diagram conceptually showing the thickness of the second outer layer portion of each sample shown in FIG. 19. FIG. 図１９に示す各サンプルのＳＥＭ画像である。20 is an SEM image of each sample shown in FIG. 19; 第１多孔質微粒子と第２多孔質微粒子を混合した冷却液中のゼータ電位と平均粒子径を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing zeta potential and average particle size in a cooling liquid in which first porous fine particles and second porous fine particles are mixed; 変形例の多孔質微粒子を説明するための説明図である。It is an explanatory view for explaining porous fine particles of a modification. 変形例の第１熱交換器を模式的に示す説明図である。It is an explanatory view showing typically the 1st heat exchanger of a modification.

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態における熱輸送システム１００の概略構成を示す説明図である。熱輸送システム１００は、冷却液（液体の熱媒体）を用いて、熱源を放熱させるシステムである。本実施形態の冷却液は、ベース液体と、イオンを捕獲可能な多孔質微粒子とを含む。多孔質微粒子は、陽イオンを捕獲可能な第１多孔質微粒子と、陰イオンを捕獲可能な第２多孔質微粒子と、を含む（後に詳述する）。本実施形態では、ベース液体として、エチレングリコール水溶液を用いている。 <First embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a heat transport system 100 according to the first embodiment. The heat transport system 100 is a system that uses a coolant (liquid heat medium) to dissipate heat from a heat source. The cooling liquid of this embodiment includes a base liquid and porous fine particles capable of capturing ions. The porous microparticles include first porous microparticles capable of capturing cations and second porous microparticles capable of capturing anions (described later in detail). In this embodiment, an ethylene glycol aqueous solution is used as the base liquid.

熱輸送システム１００は、第１熱交換器１０と、第２熱交換器２０と、冷却液タンク３０と、バルブ４０と、冷却液を送液するポンプ５０と、を備える。第１熱交換器１０と、第２熱交換器２０と、冷却液タンク３０と、ポンプ５０とは、配管６２、６３、６４、６５を介して環状に接続されている。冷却液は、ポンプ５０によって、配管６２、６３、６４、６５を介して、第１熱交換器１０、第２熱交換器２０、冷却液タンク３０の順に循環している。 The heat transport system 100 includes a first heat exchanger 10, a second heat exchanger 20, a coolant tank 30, a valve 40, and a pump 50 that delivers coolant. The first heat exchanger 10 , the second heat exchanger 20 , the coolant tank 30 , and the pump 50 are annularly connected via pipes 62 , 63 , 64 , 65 . The coolant is circulated through pipes 62 , 63 , 64 and 65 by pump 50 through first heat exchanger 10 , second heat exchanger 20 and coolant tank 30 in this order.

第１熱交換器１０は、冷却液を用いて熱源を放熱させる。本実施形態では、熱源として、電気自動車に搭載された電池ＣＥを例示する。 The first heat exchanger 10 uses coolant to dissipate heat from the heat source. In this embodiment, a battery CE mounted on an electric vehicle is exemplified as a heat source.

第２熱交換器２０は、第１熱交換器１０の下流に配置されており、第１熱交換器１０を通過した冷却液を放熱させる。本実施形態では、第２熱交換器２０としてラジエータを例示する。 The second heat exchanger 20 is arranged downstream of the first heat exchanger 10 and causes the coolant that has passed through the first heat exchanger 10 to radiate heat. In this embodiment, a radiator is exemplified as the second heat exchanger 20 .

冷却液タンク３０は、内部に冷却液を有する。冷却液は、上述の通り、ベース液体と、第１多孔質微粒子と、第２多孔質微粒子と、を含んでいる。後述するように、第１多孔質粒子と第２多孔質粒子は、単分散性が高いため、ベース液体中に単分散されている。図１では、冷却液に含まれる微粒子を拡大して図示している。 The coolant tank 30 contains coolant therein. The coolant contains the base liquid, the first porous particles, and the second porous particles, as described above. As will be described later, the first porous particles and the second porous particles are monodispersed in the base liquid because of their high monodispersity. FIG. 1 shows an enlarged view of fine particles contained in the coolant.

配管６４上にはバルブ４０が設けられており、例えば、電気自動車の運転中に開弁される。 A valve 40 is provided on the pipe 64 and is opened, for example, during operation of the electric vehicle.

図２は、第１熱交換器１０の配置を模式的に示す説明図である。第１熱交換器１０は、熱源である電池ＣＥの下に、電池ＣＥと接触して配置され、電池ＣＥと共に絶縁性のケース１２に内包されている。第１熱交換器１０は、管状に形成された管体の内部を冷却液が流通する構成である。後述するように、本実施形態の冷却液は絶縁性の低下を抑制することができるため、第１熱交換器１０をケース１２内に配置することが可能である。そのため、第１熱交換器１０をケース１２の外に配する場合と比較して、第１熱交換器１０による熱交換効率を向上させることができる。 FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing the arrangement of the first heat exchanger 10. As shown in FIG. The first heat exchanger 10 is arranged under the battery CE, which is a heat source, in contact with the battery CE, and enclosed in an insulating case 12 together with the battery CE. The first heat exchanger 10 has a configuration in which a cooling liquid flows through the inside of a tubular body formed in a tubular shape. As will be described later, the cooling liquid of the present embodiment can suppress deterioration of insulation, so that the first heat exchanger 10 can be arranged inside the case 12 . Therefore, compared with the case where the first heat exchanger 10 is arranged outside the case 12, the heat exchange efficiency of the first heat exchanger 10 can be improved.

図３は、本実施形態の冷却液を説明するための説明図である。本実施形態の冷却液は、ベース液体Ｌと、ベース液体Ｌ中に含まれる多孔質微粒子Ｐを含む。多孔質微粒子Ｐは、複数の細孔を有し、イオンを捕獲可能である。多孔質微粒子Ｐとして、陽イオンを捕獲可能な第１多孔質微粒子Ｐ１と、陰イオンを捕獲可能な第２多孔質微粒子Ｐ２を含む（後に詳述する）。図３では、第１多孔質微粒子Ｐ１に右肩上がりの斜線ハッチングを付し、第２多孔質微粒子Ｐ２に右肩下がりの斜線ハッチングを付している。本実施形態における多孔質微粒子は、シリカ系メソ多孔体の単分散球状メソポーラスシリカ（ＭＭＳＳ）であり、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２とは、細孔内を修飾する官能基が互いに異なる。 FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the coolant of this embodiment. The cooling liquid of this embodiment includes a base liquid L and porous fine particles P contained in the base liquid L. As shown in FIG. The porous microparticles P have a plurality of pores and can capture ions. The porous fine particles P include first porous fine particles P1 capable of capturing cations and second porous fine particles P2 capable of capturing anions (described in detail later). In FIG. 3 , the first porous fine particles P1 are hatched with oblique lines rising to the right, and the second porous fine particles P2 are hatched with oblique lines falling to the right. The porous fine particles in the present embodiment are monodisperse spherical mesoporous silica (MMSS), a silica-based mesoporous material, and the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are functional groups that modify the inside of the pores. are different from each other.

冷却液は、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２とを等量含む。本実施形態の冷却液は、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２を含むことにより、ベース液体Ｌ中の絶縁性の低下を抑制し、冷却液の絶縁性を１０μＳ／ｃｍ以下に保持可能である。図２、図３に示すように、冷却液が第１熱交換器１０内を流通する際に、電池ＣＥと熱交換を行い、電池ＣＥを冷却する。 The coolant contains equal amounts of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2. The cooling liquid of the present embodiment contains the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2, thereby suppressing the deterioration of the insulating property in the base liquid L and making the insulating property of the cooling liquid 10 μS/cm or less. It can be held. As shown in FIGS. 2 and 3, when the coolant flows through the first heat exchanger 10, it exchanges heat with the battery CE to cool the battery CE.

図４は、第１多孔質微粒子Ｐ１を説明するための説明図である。第１多孔質微粒子Ｐ１は、複数の核部細孔ＣＨを備える第１核部Ｃ１と、複数の外層部細孔ＳＨを備える第１外層部Ｓ１と、を備える、いわゆる「コアシェル構造」を有する。第１核部Ｃ１は、核部細孔ＣＨが官能基によって修飾された単分散球状メソポーラスシリカ（ＭＭＳＳ）であり、第１外層部Ｓ１は、修飾されていないメソポーラスシリカ層である。以下の説明において、第１核部Ｃ１を構成する修飾されていない多孔質微粒子を、「ベース多孔質微粒子」とも呼ぶ。すなわち、第１多孔質微粒子Ｐ１は、ベース多孔質微粒子Ｍとして未修飾のシリカ系メソ多孔体の単分散球状メソポーラスシリカ（ＭＭＳＳ）を用いている。 FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the first porous fine particles P1. The first porous fine particles P1 have a so-called “core-shell structure”, which includes a first core portion C1 having a plurality of core pores CH and a first outer layer portion S1 having a plurality of outer layer pores SH. . The first core portion C1 is monodisperse spherical mesoporous silica (MMSS) in which the core pores CH are modified with functional groups, and the first outer layer portion S1 is an unmodified mesoporous silica layer. In the following description, the unmodified porous fine particles forming the first core portion C1 are also referred to as "base porous fine particles". That is, the first porous fine particles P1 use unmodified silica-based mesoporous monodisperse spherical mesoporous silica (MMSS) as the base porous fine particles M. As shown in FIG.

第１核部Ｃ１は、ベース多孔質微粒子Ｍの細孔（核部細孔ＣＨ）内を、スルホン酸基を含有する第１官能基Ｒ１で修飾したものであり、強酸性粒子である。第１多孔質微粒子Ｐ１は、核部細孔ＣＨ内に第１官能基Ｒ１を有するため、核部細孔ＣＨ内に陽イオンを捕獲可能である。第１官能基Ｒ１としては、例えば、アルキルスルホン酸基、フェニルスルホン酸基等、スルホン酸基を含有する種々の官能基を用いることができる。第１多孔質微粒子Ｐ１の第１核部Ｃ１における、官能基の重量分率は、２～５０％が好ましい。 The first core C1 is a strongly acidic particle, which is obtained by modifying the inside of the pores (core pores CH) of the base porous fine particles M with the first functional groups R1 containing sulfonic acid groups. Since the first porous microparticle P1 has the first functional group R1 in the core pores CH, it can trap cations in the core pores CH. As the first functional group R1, various functional groups containing a sulfonic acid group such as an alkylsulfonic acid group and a phenylsulfonic acid group can be used. The weight fraction of functional groups in the first core portion C1 of the first porous fine particle P1 is preferably 2 to 50%.

第１外層部Ｓ１は、未修飾のメソポーラスシリカ層であり、弱酸性である。すなわち、第１多孔質微粒子Ｐ１の表面（第１外層部Ｓ１の表面）のゼータ電位の符号（電荷の符号)は、負（－）である。第１多孔質微粒子Ｐ１は、第１核部Ｃ１の電荷と第１外層部Ｓ１の電荷は共に負（－）であり、同符号であるものの、第１外層部Ｓ１の酸性度は第１核部Ｃ１の酸性度より低い。そのため、ベース液体Ｌ中の陽イオンは、第１核部細孔ＣＨ１に、より多く捕獲される。そのため、第１多孔質微粒子Ｐ１の表面の電荷状態が変更されにくく、第１多孔質微粒子Ｐ１の分散性の低下を抑制することができる。 The first outer layer portion S1 is an unmodified mesoporous silica layer and is weakly acidic. That is, the sign of the zeta potential (sign of charge) of the surface of the first porous fine particles P1 (the surface of the first outer layer portion S1) is negative (-). In the first porous fine particles P1, the charge of the first core portion C1 and the charge of the first outer layer portion S1 are both negative (-) and have the same sign, but the acidity of the first outer layer portion S1 is the same as that of the first core. Lower acidity than part C1. Therefore, more cations in the base liquid L are captured by the first core pores CH1. Therefore, the charge state of the surface of the first porous fine particles P1 is less likely to be changed, and the deterioration of the dispersibility of the first porous fine particles P1 can be suppressed.

図５は、第２多孔質微粒子Ｐ２を説明するための説明図である。第２多孔質微粒子Ｐ２は、複数の核部細孔ＣＨを備える第２核部Ｃ２と、複数の外層部細孔ＳＨを備える第２外層部Ｓ２と、を備え、いわゆる「コアシェル構造」を有する。第２核部Ｃ２は、第１核部Ｃ１と異なる官能基によって核部細孔ＣＨ内が修飾された単分散球状メソポーラスシリカ（ＭＭＳＳ）であり、第２外層部Ｓ２は、修飾されていないメソポーラスシリカ層である。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the second porous fine particles P2. The second porous fine particles P2 have a second core portion C2 having a plurality of core pores CH and a second outer layer portion S2 having a plurality of outer layer pores SH, and have a so-called “core-shell structure”. . The second core portion C2 is monodisperse spherical mesoporous silica (MMSS) in which the core pores CH are modified with functional groups different from those of the first core portion C1, and the second outer layer portion S2 is unmodified mesoporous silica. A silica layer.

第２核部Ｃ２は、ベース多孔質微粒子Ｍの細孔（核部細孔ＣＨ）内を、アミノ基を含有する第２官能基Ｒ２で修飾したものであり、強塩基性粒子である。第２多孔質微粒子Ｐ２は、核部細孔ＣＨ内に第２官能基Ｒ２を有するため、核部細孔ＣＨに陰イオンを捕獲可能である。第２官能基Ｒ２としては、例えば、アミノプロピル基、アミノエチルアミノプロピル基、アミノエチルアミノエチルアミノプロピル基等、アミノ基を含有する種々の官能基を用いることができる。第２多孔質微粒子Ｐ２の第２核部Ｃ２における、官能基の重量分率は、２～５０％が好ましい。 The second core C2 is a strongly basic particle, which is obtained by modifying the inside of the pores (core pores CH) of the base porous fine particles M with the second functional group R2 containing an amino group. Since the second porous fine particles P2 have the second functional groups R2 in the core pores CH, they can trap anions in the core pores CH. As the second functional group R2, various functional groups containing an amino group, such as an aminopropyl group, an aminoethylaminopropyl group, an aminoethylaminoethylaminopropyl group, can be used. The weight fraction of functional groups in the second core portion C2 of the second porous fine particles P2 is preferably 2 to 50%.

第２外層部Ｓ２は、未修飾のメソポーラスシリカ層であり、弱酸性である。すなわち、第２多孔質微粒子Ｐ２の表面（第２外層部Ｓ２の表面）のゼータ電位の符号（電荷の符号)は、負（－）である。第２多孔質微粒子Ｐ２は、第２核部Ｃ２の電荷が正（プラス)であり、第２外層部Ｓ２の電荷が負（－）であり、異符号である。第２外層部Ｓ２の酸性度は低く、第２核部Ｃ２の塩基性度は高いため、第２多孔質微粒子Ｐ２の核部細孔ＣＨに、ベース液体Ｌ中の陰イオンを捕獲することができる。また、第２外層部Ｓ２の酸性度は低いため、第２多孔質微粒子Ｐ２の表面の電荷状態が変更されにくく、第２多孔質微粒子Ｐ２の分散性の低下を抑制することができる。なお、第２多孔質微粒子Ｐ２は、第２核部Ｃ２と第２外層部Ｓ２の電荷が異符号であるため、第２外層部Ｓ２の厚みを、第１多孔質微粒子Ｐ１の第１外層部Ｓ１の厚みより厚くすることにより、第２多孔質微粒子Ｐ２の表面におけるゼータ電位の絶対値を大きくしている。これにより、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２の凝集を十分に抑制することができる。以下の説明において、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２とを区別しない場合には、単に多孔質微粒子Ｐ、核部Ｃ、外層部Ｓとも称する。 The second outer layer portion S2 is an unmodified mesoporous silica layer and is weakly acidic. That is, the sign of the zeta potential (sign of charge) of the surface of the second porous fine particles P2 (the surface of the second outer layer portion S2) is negative (-). In the second porous fine particles P2, the charge of the second core portion C2 is positive (plus) and the charge of the second outer layer portion S2 is negative (-), which are opposite signs. Since the acidity of the second outer layer portion S2 is low and the basicity of the second core portion C2 is high, anions in the base liquid L can be trapped in the core pores CH of the second porous fine particles P2. can. In addition, since the acidity of the second outer layer portion S2 is low, the state of charge on the surface of the second porous fine particles P2 is less likely to be changed, and a decrease in the dispersibility of the second porous fine particles P2 can be suppressed. In the second porous fine particles P2, since the charges of the second core portion C2 and the second outer layer portion S2 have opposite signs, the thickness of the second outer layer portion S2 is equal to that of the first outer layer portion of the first porous fine particles P1. By making it thicker than the thickness of S1, the absolute value of the zeta potential on the surface of the second porous fine particles P2 is increased. Thereby, aggregation of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 can be sufficiently suppressed. In the following description, when the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are not distinguished, they are simply referred to as the porous fine particles P, the core portion C, and the outer layer portion S.

第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２は、例えば、特許第４９３６２０８号公報に記載された方法により製造することができる。その他、公知の種々の製造方法により製造することができる。 The first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 can be produced, for example, by the method described in Japanese Patent No. 4936208. In addition, it can be produced by various known production methods.

上述の通り、本実施形態の冷却液では、第１多孔質微粒子Ｐ１の表面電荷と第２多孔質微粒子Ｐ２の表面電荷が同符号であるため、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２の凝集を抑制することができ、多孔質微粒子Ｐの単分散性を良好にすることができる。 As described above, in the cooling liquid of the present embodiment, the surface charges of the first porous fine particles P1 and the surface charges of the second porous fine particles P2 have the same sign. The aggregation of P2 can be suppressed, and the monodispersity of the porous fine particles P can be improved.

図６は、ベース多孔質微粒子Ｍの断面形状を模式的に示す説明図である。本実施形態では、第１多孔質微粒子Ｐ１の第１核部Ｃ１および第２多孔質微粒子Ｐ２の第２核部Ｃ２共に、ベース多孔質微粒子Ｍとして、未修飾の単分散球状メソポーラスシリカ（ＭＭＳＳ）を用いて、ベース多孔質微粒子Ｍの細孔（核部細孔ＣＨ）内を官能基で修飾することにより形成されている。本実施形態のベース多孔質微粒子Ｍは、粒子径が１５０～１５００ｎｍ、細孔径が１．５～２０ｎｍ、比表面積が１１００ｍ²／ｇ以下である。第１核部Ｃ１および第２核部Ｃ２は、図６に示すベース多孔質微粒子Ｍに対して、共重合法により細孔（核部細孔ＣＨ）内に第１官能基Ｒ１および第２官能基Ｒ２を、それぞれ導入することにより形成されている。第１核部Ｃ１および第２核部Ｃ２は、例えば、特許第４９６８４３１号、特許第５０５７０１９号、および特許第５０５７０２１号公報に記載された方法により製造することができる。また、グラフト法により、ベース多孔質微粒子に官能基を導入してもよい。 FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the cross-sectional shape of the base porous fine particles M. As shown in FIG. In this embodiment, both the first core portion C1 of the first porous fine particle P1 and the second core portion C2 of the second porous fine particle P2 are made of unmodified monodisperse spherical mesoporous silica (MMSS) as the base porous fine particle M. is used to modify the inside of the pores (core pores CH) of the base porous fine particles M with functional groups. The base porous fine particles M of this embodiment have a particle diameter of 150 to 1500 nm, a pore diameter of 1.5 to 20 nm, and a specific surface area of 1100 m ² /g or less. The first core portion C1 and the second core portion C2 form the first functional group R1 and the second functional group R1 and the second functional group C2 in the pores (core pores CH) of the base porous fine particles M shown in FIG. 6 by a copolymerization method. A group R2 is formed by each introduction. The first core portion C1 and the second core portion C2 can be produced, for example, by the methods described in Japanese Patent No. 4968431, Japanese Patent No. 5057019, and Japanese Patent No. 5057021. Also, a functional group may be introduced into the base porous microparticles by a grafting method.

本実施形態の冷却液は、ベース液体Ｌ中に、等量の第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２が分散されている。第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２とは、互いにイオンの吸着力（量)が等しいため、冷却液中に等量含まれると、冷却液に混入したイオンを吸着することにより絶縁性の低下を効率よく抑制ができる。また、第１官能基Ｒ１は酸性が強く、第２官能基Ｒ２は塩基性が強いため、ベース多孔質微粒子Ｍの細孔（核部細孔ＣＨ）内を修飾する官能基が少なくても、十分にイオンを吸着することができるため、ベース多孔質微粒子Ｍの細孔（核部細孔ＣＨ）の孔径の減少を抑制することができ、イオン吸着性能の低下を抑制することができるため、好ましい。 In the cooling liquid of this embodiment, equal amounts of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are dispersed in the base liquid L. As shown in FIG. Since the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 have the same adsorption force (amount) of ions, when they are contained in the cooling liquid in equal amounts, the ions mixed in the cooling liquid are adsorbed, resulting in insulation. It is possible to efficiently suppress the deterioration of the properties. Further, since the first functional group R1 is strongly acidic and the second functional group R2 is strongly basic, Since it is possible to sufficiently adsorb ions, it is possible to suppress a decrease in the pore size of the pores (core pores CH) of the base porous fine particles M, and it is possible to suppress a decrease in ion adsorption performance. preferable.

図７は、第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２によるイオンの捕獲を概念的に示す説明図である。図７では、第１多孔質微粒子Ｐ１の核部細孔ＣＨと第２多孔質微粒子Ｐ２の核部細孔ＣＨの断面を拡大して図示している。紙面左に図示された第１多孔質微粒子Ｐ１の核部細孔ＣＨ内は、第１官能基Ｒ１で修飾されているため、冷却液に溶出したカチオンＣＡが捕獲されている。一方、紙面右に図示された第２多孔質微粒子Ｐ２の核部細孔ＣＨ内は、第２官能基Ｒ２で修飾されているため、冷却液に溶出したアニオンＡＮが捕獲されている。 FIG. 7 is an explanatory diagram conceptually showing the capture of ions by the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2. In FIG. 7, the cross sections of the nucleus pore CH of the first porous fine particle P1 and the nucleus pore CH of the second porous fine particle P2 are shown enlarged. The core pores CH of the first porous fine particles P1 illustrated on the left side of the page are modified with the first functional groups R1, so that the cations CA eluted into the cooling liquid are captured. On the other hand, the inside of the core fine pores CH of the second porous fine particles P2 illustrated on the right side of the page is modified with the second functional group R2, so the anions AN eluted into the cooling liquid are captured.

図８～図１０に、本実施形態の第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２の一実施例を示す。第１多孔質微粒子Ｐ１の実施例として、単分散球状メソポーラスシリカ（以下、「ＭＭＳＳ」とも呼ぶ）のスルホン酸基修飾体（第１核部Ｃ１）を、未修飾のメソポーラスシリカでコーティングした（第１外層部Ｓ１）微粒子を用い、第２多孔質微粒子Ｐ２の実施例として、ＭＭＳＳのアミノ基修飾体（第２核部Ｃ２）を、未修飾のメソポーラスシリカでコーティングした（第２外層部Ｓ２）微粒子を用いた。図８は、第１多孔質微粒子Ｐ１のＳＥＭ（走査電子顕微鏡)像の一例を示す図である。図９は、第２多孔質微粒子Ｐ２のＳＥＭ像の一例を示す図である。図１０は、第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２の主要諸元の一例を示す図である。図１０に示す「平均粒子径」は、光散乱法により測定している。図１０に示す「単分散性」の値は、平均粒子径に対する粒子径分布の幅の割合（％）であり、±１５％以下であると「単分散性」であるといえる。単分散性とは、粒子の大きさが略均一であって凝集せずに散らばりやすい状態のことをいう。図８～図１０に示すように、本実施形態の第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２は、単分散性である。なお、第２多孔質微粒子Ｐ２における第２外層部Ｓ２の厚みは、第１多孔質微粒子Ｐ１における第１外層部Ｓ１の厚みの略５倍程度であり、厚い。外層部の厚みは、例えば、核部に対してシリカ原料をコーティングする際の溶媒の条件やシリカ原料の混合量等を適宜調整することで行うことができる。 8 to 10 show examples of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 of this embodiment. As an example of the first porous fine particles P1, a sulfonic acid group-modified monodisperse spherical mesoporous silica (hereinafter also referred to as "MMSS") (first core portion C1) was coated with unmodified mesoporous silica (first 1 Outer layer part S1) Fine particles were used, and as an example of the second porous fine particles P2, an amino group-modified MMSS (second core part C2) was coated with unmodified mesoporous silica (second outer layer part S2). Microparticles were used. FIG. 8 is a diagram showing an example of a SEM (scanning electron microscope) image of the first porous fine particles P1. FIG. 9 is a diagram showing an example of an SEM image of the second porous fine particles P2. FIG. 10 is a diagram showing an example of main specifications of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2. The "average particle size" shown in FIG. 10 is measured by a light scattering method. The value of “monodispersity” shown in FIG. 10 is the ratio (%) of the width of the particle size distribution to the average particle size, and it can be said that “monodispersity” is ±15% or less. The term “monodispersity” refers to a state in which particles are substantially uniform in size and easily dispersed without agglomeration. As shown in FIGS. 8 to 10, the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 of this embodiment are monodisperse. The thickness of the second outer layer portion S2 in the second porous fine particles P2 is approximately five times the thickness of the first outer layer portion S1 in the first porous fine particles P1, which is thick. The thickness of the outer layer portion can be adjusted, for example, by appropriately adjusting the solvent conditions and the amount of the silica raw material mixed when coating the core portion with the silica raw material.

図１１は、粒子濃度と圧力損失との関係を示す図である。図１１では、本実施形態の冷却液における多孔質微粒子のベース液体Ｌに対する割合を変更して、圧力損失を測定した結果を示す。測定条件は、温度８０℃、流速２．０ｍ／ｓである。圧損比率として、ベース液体Ｌに対する本実施形態の冷却液の圧損比率を記載している。図示するように、圧損比率は、粒子濃度が高くなるにつれ、大きくなる。そのため、圧力損失の上昇を抑制する観点から、粒子濃度は低い方が好ましい。 FIG. 11 is a diagram showing the relationship between particle concentration and pressure loss. FIG. 11 shows the results of measuring the pressure loss by changing the ratio of the porous fine particles to the base liquid L in the cooling liquid of this embodiment. The measurement conditions are a temperature of 80° C. and a flow rate of 2.0 m/s. As the pressure loss ratio, the pressure loss ratio of the cooling liquid of this embodiment with respect to the base liquid L is described. As shown, the pressure drop ratio increases with increasing particle concentration. Therefore, from the viewpoint of suppressing an increase in pressure loss, a lower particle concentration is preferable.

図１２は、粒子濃度と熱伝達比率との関係を示す図である。図１２では、本実施形態の冷却液における多孔質微粒子のベース液体Ｌに対する割合を変更して、熱伝達率を測定した結果を示す。測定条件は、温度８０℃、流速２．０ｍ／ｓである。熱伝達比率として、ベース液体Ｌに対する本実施形態の冷却液の熱伝達率比を記載している。図示するように、熱伝達率比は、粒子濃度が高くなるにつれ、大きくなる。固体粒子を含有する冷却液を循環させることにより、固体粒子の効果を利用して、冷却液の熱伝達率を促進することができる。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between particle concentration and heat transfer ratio. FIG. 12 shows the results of measuring the heat transfer coefficient by changing the ratio of the porous fine particles to the base liquid L in the cooling liquid of this embodiment. The measurement conditions are a temperature of 80° C. and a flow rate of 2.0 m/s. As the heat transfer ratio, the heat transfer coefficient ratio of the cooling liquid of this embodiment to the base liquid L is described. As shown, the heat transfer coefficient ratio increases with increasing particle concentration. By circulating a coolant containing solid particles, the effect of the solid particles can be used to enhance the heat transfer rate of the coolant.

図１１、図１２に示すように、圧力損失、熱伝達率共に、粒子濃度が高くなるにつれ、大きくなる。冷却液の冷却性能と圧損とのバランスを考慮すると、冷却液中の多孔質微粒子の濃度（第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２を合わせた濃度）は、１０ｖｏｌ％以下が好ましい。このようにすると、圧力損失の上昇を抑制しつつ、多孔質微粒子を含むことにより熱伝達率を向上させることができる。 As shown in FIGS. 11 and 12, both pressure loss and heat transfer coefficient increase as the particle concentration increases. Considering the balance between the cooling performance and the pressure loss of the coolant, the concentration of the porous fine particles in the coolant (the combined concentration of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2) is preferably 10 vol % or less. By doing so, the heat transfer coefficient can be improved by containing the porous fine particles while suppressing an increase in pressure loss.

図１３は、多孔質微粒子による導電率低下の実施例を示す図である。図１３は、多孔質微粒子の外層部（「シェル」とも呼ぶ）の有無による導電率の違いを示す。図１３において、シェル有と記載されたサンプルは、本実施形態の冷却液の実施例（図１０に多孔質微粒子の諸元を示す）であり、ベース液体Ｌ中に、第１多孔質微粒子Ｐ１を３．５ｗｔ％、第２多孔質微粒子Ｐ２を３．５ｗｔ％含む。一方、シェル無と記載されたサンプルは、ベース液体Ｌ中に、ＭＭＳＳのスルホン酸基修飾体（第１核部Ｃ１に相当する）を３．５ｗｔ％、ＭＭＳＳのアミノ基修飾体（第２核部Ｃ２に相当）を３．５ｗｔ％含む。すなわち、シェル無しのサンプルは、外層を備えない構成である。図示するように、外層部（シェル）がある場合（本実施形態の第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２）は、外層部（シェル）がない場合と略同等のイオン吸着性能を有する。 FIG. 13 is a diagram showing an example of a decrease in electrical conductivity due to porous fine particles. FIG. 13 shows the difference in electrical conductivity depending on the presence or absence of the outer layer (also called “shell”) of the porous microparticles. In FIG. 13, the sample described as having a shell is an example of the cooling liquid of the present embodiment (the specifications of the porous fine particles are shown in FIG. 10), and the first porous fine particles P1 and 3.5 wt% of the second porous fine particles P2. On the other hand, in the sample described as no shell, 3.5 wt% of the sulfonic acid group-modified MMSS (corresponding to the first nucleus C1) and the amino group-modified MMSS (second nucleus) were added to the base liquid L. (corresponding to part C2) at 3.5 wt%. That is, the no-shell sample is a configuration without an outer layer. As shown in the figure, when there is an outer layer (shell) (the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 of the present embodiment), the ion adsorption performance is approximately the same as when there is no outer layer (shell). have.

図１４は、多孔質微粒子のゼータ電位と平均粒子径を示す図である。サンプル１～３は「シェル無し」、サンプル４～６は「シェル有」である。サンプル１はＭＭＳＳのスルホン酸基修飾体、サンプル２はＭＭＳＳのアミノ基修飾体、サンプル３はＭＭＳＳのスルホン酸基修飾体とＭＭＳＳのアミノ基修飾体の混合である。「シェル有り」のサンプルは、本実施形態の第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２の実施例である。サンプル４である第１多孔質微粒子Ｐ１の第１核部Ｃ１はＭＭＳＳのスルホン酸基修飾体、第１外層部Ｓ１は未修飾のメソポーラスシリカ層であり、サンプル５である第２多孔質微粒子Ｐ２の第２核部Ｃ２はＭＭＳＳのアミノ基修飾体、第２外層部Ｓ２は未修飾のメソポーラスシリカ層である。サンプル６は第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２の混合である。図１４に示すゼータ電位および平均粒径は、ベース液体Ｌ（エチレングリコール水溶液)中に各サンプルを混合して、測定している。図示するように、シェル無しの場合、サンプル１、２をそれぞれベース液体Ｌに混合した場合と比較して、それらを混合したサンプル３では平均粒子径が非常に大きくなっている。すなわち、サンプル３では、サンプル１の多孔質微粒子とサンプル２の多孔質微粒子とが凝集している。これに対し、シェル有りの場合、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２を混合した場合（サンプル６）の平均粒子径は、サンプル４、５それぞれの平均粒子径と略同じである。すなわち、第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２は、外層部（シェル）を有することにより、混合した場合にも単分散性を維持することができる。本実施形態の第１多孔質微粒子Ｐ１は、第１外層部Ｓ１を備えると共に、第２多孔質微粒子Ｐ２は第２外層部Ｓ２を備える。第１外層部Ｓ１、第２外層部Ｓ２の外層部細孔ＳＨ内は官能基に修飾されておらず、第１外層部Ｓ１、および第２外層部Ｓ２の表面は弱酸性である。すなわち、本実施形態の第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２をベース液体Ｌに混合しても、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２とが凝集しにくく、良好な単分散性を得ることができる。 FIG. 14 is a diagram showing the zeta potential and average particle size of porous microparticles. Samples 1-3 are "without shell" and samples 4-6 are "with shell". Sample 1 is a sulfonic acid group-modified MMSS, sample 2 is an amino group-modified MMSS, and sample 3 is a mixture of a sulfonic acid group-modified MMSS and an amino group-modified MMSS. The "with shell" sample is an example of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 of the present embodiment. The first core portion C1 of the first porous fine particle P1, which is the sample 4, is a sulfonic acid group-modified MMSS, the first outer layer portion S1 is an unmodified mesoporous silica layer, and the second porous fine particle P2, which is the sample 5. is an amino group-modified MMSS, and the second outer layer portion S2 is an unmodified mesoporous silica layer. Sample 6 is a mixture of first porous fine particles P1 and second porous fine particles P2. The zeta potential and average particle size shown in FIG. 14 were measured by mixing each sample in the base liquid L (ethylene glycol aqueous solution). As shown in the figure, in the case of no shell, compared to the case of mixing Samples 1 and 2 with the base liquid L, the average particle size of Sample 3 obtained by mixing them is much larger. That is, in sample 3, the porous fine particles of sample 1 and the porous fine particles of sample 2 are aggregated. On the other hand, in the case of the presence of the shell, the average particle size of the mixture of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 (Sample 6) is substantially the same as the average particle sizes of Samples 4 and 5, respectively. . That is, since the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 have the outer layer portion (shell), they can maintain monodispersity even when they are mixed. The first porous fine particles P1 of the present embodiment have a first outer layer portion S1, and the second porous fine particles P2 have a second outer layer portion S2. The insides of the outer layer pores SH of the first outer layer portion S1 and the second outer layer portion S2 are not modified with functional groups, and the surfaces of the first outer layer portion S1 and the second outer layer portion S2 are weakly acidic. That is, even if the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 of the present embodiment are mixed with the base liquid L, the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are unlikely to aggregate, and a good Monodispersity can be obtained.

以上、説明したように、本実施形態の冷却液は、ベース液体Ｌ中に第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２が単分散されているため、冷却液中に溶出した陽イオン（カチオン）および陰イオン（アニオン）を、多孔質微粒子Ｐにより捕獲することができる。そのため、冷却液の使用に伴う冷却液の絶縁性の低下を抑制することができる。 As described above, in the cooling liquid of the present embodiment, since the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are monodispersed in the base liquid L, cations ( cations) and anions (anions) can be captured by the porous fine particles P. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the insulating property of the cooling liquid due to the use of the cooling liquid.

本実施形態の冷却液は絶縁性の低下を抑制することができるため、本実施形態の熱輸送システム１００によれば、第１熱交換器１０をケース１２内に配置することができる。
図１５は、比較例の第１熱交換器１０Ｐの配置を模式的に示す説明図である。比較例の冷却液は、イオンを捕獲可能な多孔質微粒子Ｐを含まない。比較例の冷却液として、本実施形態の冷却液のベース液体であるエチレングリコール水溶液を例示する。比較例の冷却液は絶縁性が低いため、電池ＣＥと冷却液との接触を防ぐために、比較例の第１熱交換器１０Ｐは、図示するように、ケース１２の外に配置される。このようにすると、本実施形態の熱輸送システム１００の場合と比較して、熱交換の効率が低下する。すなわち、本実施形態の熱輸送システム１００によれば、熱交換の効率を比較例より向上させることができる。 Since the cooling liquid of the present embodiment can suppress deterioration of insulation, the first heat exchanger 10 can be arranged inside the case 12 according to the heat transport system 100 of the present embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram schematically showing the arrangement of the first heat exchanger 10P of the comparative example. The cooling liquid of the comparative example does not contain porous fine particles P capable of trapping ions. An ethylene glycol aqueous solution, which is the base liquid of the cooling liquid of the present embodiment, is exemplified as the cooling liquid of the comparative example. Since the cooling liquid of the comparative example has low insulating properties, the first heat exchanger 10P of the comparative example is arranged outside the case 12 as shown in the drawing in order to prevent contact between the battery CE and the cooling liquid. In this way, the efficiency of heat exchange is lowered as compared with the case of the heat transport system 100 of this embodiment. That is, according to the heat transport system 100 of the present embodiment, the efficiency of heat exchange can be improved as compared with the comparative example.

また、本実施形態の熱輸送システム１００によれば、イオン交換器を備えないため、イオン交換器を備える熱輸送システムと比較して、システムを簡素化および小型化でき、また、システムのコストを低減することができる。 Further, according to the heat transport system 100 of the present embodiment, since it does not include an ion exchanger, the system can be simplified and downsized compared to a heat transport system including an ion exchanger, and the cost of the system can be reduced. can be reduced.

また、本実施形態の冷却液に用いられる第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２は、核部細孔ＣＨ内部が修飾されており、核部細孔ＣＨ内部にイオンを捕獲可能である。一方、外層部細孔ＳＨ内は官能基に修飾されていないため多孔質微粒子Ｐの表面にイオンが吸着されにくく、表面の電荷状態が変更されにくいため、多孔質微粒子Ｐの単分散性の低下を抑制することができる。 In addition, the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 used in the cooling liquid of the present embodiment are modified inside the core pores CH, and are capable of trapping ions inside the core pores CH. be. On the other hand, since the inside of the pores SH in the outer layer is not modified with functional groups, ions are less likely to be adsorbed on the surface of the porous fine particles P, and the charge state of the surface is less likely to be changed. can be suppressed.

図１６は、比較例のイオン交換樹脂粒子によるイオン交換を概念的に示す説明図である。例えば、カチオン交換樹脂としてＰＣＨ（米国Ｇｒａｖｅｒ社製)、アニオン交換樹脂としてＰＡＯ（米国Ｇｒａｖｅｒ社製)を用いることができる。図示するように、これらのイオン交換樹脂粒子は、表面にイオンが吸着されるため、表面電荷が減少する。本実施形態の冷却液に含まれる第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２に替えて、比較例のイオン交換樹脂を用いた場合、冷却液が循環して時間が経過すると、カチオン交換樹脂粒子とアニオン交換樹脂粒子が凝集し、沈殿するため、イオン交換樹脂粒子の分散性を維持するのが困難である。これに対し、本実施形態の冷却液に含まれる第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２は、上述の通り、単分散性が高いため、冷却液に溶出したイオンを比較例と比較して長時間に亘り、吸着することができる。 FIG. 16 is an explanatory diagram conceptually showing ion exchange by ion-exchange resin particles of a comparative example. For example, PCH (manufactured by Graver, USA) can be used as the cation exchange resin, and PAO (manufactured by Graver, USA) can be used as the anion exchange resin. As shown, these ion exchange resin particles have a reduced surface charge due to the adsorption of ions on their surfaces. When the ion-exchange resin of the comparative example is used instead of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 contained in the cooling liquid of the present embodiment, cation exchange occurs with the passage of time while the cooling liquid circulates. Since the resin particles and the anion exchange resin particles aggregate and precipitate, it is difficult to maintain the dispersibility of the ion exchange resin particles. On the other hand, since the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 contained in the cooling liquid of the present embodiment have high monodispersity as described above, the ions eluted into the cooling liquid are compared with those of the comparative example. can be adsorbed over a long period of time.

図１７は、比較例の微粒子の分散性を説明するための説明図である。図示するように、酸性粒子と塩基性粒子とを、ベース液体Ｌに混合した場合、酸性粒子と塩基性粒子とが凝集するため、分散性を維持することが困難である。これに対し、本実施形態の冷却液に用いられる第１多孔質微粒子Ｐ１は核部細孔ＣＨ内部がスルホン酸基を含有する第１官能基Ｒ１で修飾されており、陽イオンを捕獲可能であり、第２多孔質微粒子Ｐ２は、核部細孔ＣＨ内部がアミノ基を含有する第２官能基Ｒ２で修飾されており、核部細孔ＣＨ内部に陰イオンを捕獲可能である。一方、第１多孔質微粒子Ｐ１の第１核部Ｃ１および第２多孔質微粒子Ｐ２の第２核部Ｃ２の外層部細孔ＳＨ内は官能基に修飾されていないため、第１多孔質微粒子Ｐ１の表面のゼータ電位と第２多孔質微粒子Ｐ２の表面のゼータ電位が同符号である。そのため、本実施形態の冷却液によれば、第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２の良好な単分散性を得ることができる。 FIG. 17 is an explanatory diagram for explaining the dispersibility of fine particles in a comparative example. As shown in the figure, when acidic particles and basic particles are mixed in the base liquid L, the acidic particles and basic particles aggregate, making it difficult to maintain dispersibility. In contrast, the first porous fine particles P1 used in the cooling liquid of the present embodiment are modified with the first functional groups R1 containing sulfonic acid groups inside the core pores CH, and are capable of capturing cations. The inside of the core pores CH of the second porous fine particles P2 is modified with a second functional group R2 containing an amino group, and anions can be trapped inside the core pores CH. On the other hand, since the outer layer pores SH of the first core portion C1 of the first porous fine particle P1 and the second core portion C2 of the second porous fine particle P2 are not modified with functional groups, the first porous fine particle P1 and the zeta potential of the surface of the second porous fine particles P2 have the same sign. Therefore, according to the cooling liquid of the present embodiment, it is possible to obtain good monodispersity of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2.

本実施形態において、多孔質微粒子Ｐは、官能基によって修飾されたＭＭＳＳであるため、孔径が比較的一定であり、また、分散性が良好であるため、絶縁性の低下をより抑制することができるため、好ましい。 In the present embodiment, since the porous fine particles P are MMSS modified with a functional group, the pore size is relatively constant, and the dispersibility is good, so that the deterioration of the insulation can be further suppressed. preferred because it can be done.

本実施形態において、第１多孔質微粒子Ｐ１は、スルホン酸基を含む官能基によって修飾されており、第２多孔質微粒子Ｐ２は、アミノ基を含む官能基によって修飾されている。スルホン酸基は強酸性、アミノ基は強塩基性であるため、イオン吸着能が高く、ベース多孔質微粒子Ｍの細孔（核部細孔ＣＨ）を修飾する官能基を少量にして、孔径の減少を抑制することができる。その結果、より多くのイオンを吸着することができる。 In this embodiment, the first porous microparticle P1 is modified with a functional group containing a sulfonic acid group, and the second porous microparticle P2 is modified with a functional group containing an amino group. Since the sulfonic acid group is strongly acidic and the amino group is strongly basic, the ion adsorption capacity is high. Decrease can be suppressed. As a result, more ions can be adsorbed.

本実施形態の冷却液は、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２とを等量含む。第１多孔質微粒子Ｐ１による陽イオン吸着量と第２多孔質微粒子Ｐ２による陰イオン吸着量が同じ場合に、冷却液における陰イオン吸着量と陽イオン吸着量が略同量になるため、冷却液の絶縁性の低下を適切に抑制することができる。 The coolant of the present embodiment contains equal amounts of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2. When the cation adsorption amount by the first porous fine particles P1 and the anion adsorption amount by the second porous fine particles P2 are the same, the anion adsorption amount and the cation adsorption amount in the cooling liquid are approximately the same. can appropriately suppress the deterioration of the insulation.

＜第２実施形態＞
図１８は、第２実施形態の第１熱交換器１０Ａを模式的に示す説明図である。第２実施形態の第１熱交換器１０Ａは、電池ＣＥを内包する筐体１４と、筐体１４内を流れる冷却液を含む。冷却液は、第１実施形態の冷却液と同一であり、絶縁性の低下を抑制することができるため、第２実施形態の第１熱交換器１０Ａを用いる場合は、筐体１４内に電池ＣＥを配置し、冷却液に電池ＣＥを漬けて、電池ＣＥを冷却している。そのため、本実施形態の第１熱交換器１０Ａによれば、第１実施形態の第１熱交換器１０よりさらに、熱交換効率を向上させることができる。 <Second embodiment>
FIG. 18 is an explanatory diagram schematically showing the first heat exchanger 10A of the second embodiment. The first heat exchanger 10A of the second embodiment includes a housing 14 that encloses the battery CE and coolant that flows through the housing 14 . The cooling liquid is the same as the cooling liquid of the first embodiment, and can suppress deterioration of insulation. The CE is arranged and the battery CE is immersed in a coolant to cool the battery CE. Therefore, according to 10 A of 1st heat exchangers of this embodiment, heat exchange efficiency can be improved further than the 1st heat exchanger 10 of 1st Embodiment.

＜外層部の厚みの検討結果＞
図１９～図２２を用いて、第２多孔質微粒子Ｐ２の第２外層部Ｓ２の厚みの検討結果について説明する。
図１９は、第２多孔質微粒子Ｐ２の第２外層部Ｓ２の厚みと平均粒子径およびゼータ電位との関係を示す図である。図２０は、図１９に示す各サンプルの第２外層部Ｓ２の厚みを概念的に示す説明図である。図２１は、図１９に示す各サンプルのＳＥＭ画像である。図２２は、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２を混合した冷却液中のゼータ電位と平均粒子径を示す図である。 <Results of examination of the thickness of the outer layer>
The results of examination of the thickness of the second outer layer portion S2 of the second porous fine particles P2 will be described with reference to FIGS. 19 to 22. FIG.
FIG. 19 is a diagram showing the relationship between the thickness of the second outer layer portion S2 of the second porous fine particles P2, the average particle size, and the zeta potential. FIG. 20 is an explanatory diagram conceptually showing the thickness of the second outer layer portion S2 of each sample shown in FIG. FIG. 21 is an SEM image of each sample shown in FIG. FIG. 22 is a graph showing the zeta potential and average particle diameter in a cooling liquid in which the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are mixed.

図１９に示すサンプル０～サンプル５は、図２０に示すように、第２外層部Ｓ２の厚みが異なるものである。サンプル０は、第２外層部Ｓ２を備えない、すなわち「シェル無し」の多孔質微粒子である。サンプル１～サンプル５は、第２外層部Ｓ２を形成するためのシリカ原料の量を調節することにより第２外層部Ｓ２の厚さを変更している。図１９に示す１次粒子径は、図２１に示すＳＥＭ画像を用いて計測した値であり、平均粒子径はエチレングリコール水溶液中に混合した各サンプルを光散乱法により計測した値である。図１９に示すように、サンプル１はゼータ電位が小さい。また、サンプル１は、平均粒子径が１２８８ｎｍであり、１次粒子径と比較して非常に大きく、サンプル１の第２多孔質微粒子Ｐ２がエチレングリコール水溶液中で凝集していることがわかる。図１９より、第２外層部Ｓ２の厚みが不十分な場合、凝集が生じることがわかる。但し、沈降を考慮すると、粒子径が小さい方が好ましいため、それらを考慮して第２外層部Ｓ２の厚みを設定するのが好ましい。 Samples 0 to 5 shown in FIG. 19 differ in the thickness of the second outer layer portion S2 as shown in FIG. Sample 0 is porous fine particles without the second outer layer portion S2, that is, "without shell". In Samples 1 to 5, the thickness of the second outer layer portion S2 is changed by adjusting the amount of silica raw material for forming the second outer layer portion S2. The primary particle size shown in FIG. 19 is a value measured using the SEM image shown in FIG. 21, and the average particle size is a value measured by a light scattering method for each sample mixed in an ethylene glycol aqueous solution. As shown in FIG. 19, sample 1 has a small zeta potential. In addition, sample 1 has an average particle size of 1288 nm, which is much larger than the primary particle size, indicating that the second porous fine particles P2 of sample 1 aggregate in the ethylene glycol aqueous solution. It can be seen from FIG. 19 that aggregation occurs when the thickness of the second outer layer portion S2 is insufficient. However, considering sedimentation, it is preferable to set the thickness of the second outer layer portion S2 in consideration of the smaller particle size.

図２２では、酸性微粒子として第１実施形態の第１多孔質微粒子Ｐ１（図１０に諸元を示す）を用い、第２多孔質微粒子Ｐ２として図１９に示すサンプル０～サンプル５を用いている。なお、サンプル１～サンプル５が第２多孔質微粒子Ｐ２の実施例（シェル有り）である。エチレングリコール水溶液中に酸性粒子と塩基性粒子とを混合し、ゼータ電位と平均粒子径（光散乱法による）を測定している。図２２に示すように、塩基性粒子がサンプル０、サンプル１、サンプル２の場合は、ゼータ電位の絶対値が１６．１ｍＶ以下であり、その場合は、平均粒子径から凝集が生じている。そのため、ベース液体Ｌ中の第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２のゼータ電位の絶対値が１６．２ｍＶ以上であると、多孔質微粒子Ｐの凝集が抑制されるため、好ましい。 In FIG. 22, the first porous fine particles P1 of the first embodiment (the specifications are shown in FIG. 10) are used as the acidic fine particles, and the samples 0 to 5 shown in FIG. 19 are used as the second porous fine particles P2. . Samples 1 to 5 are examples (with a shell) of the second porous fine particles P2. Acidic particles and basic particles are mixed in an ethylene glycol aqueous solution, and the zeta potential and average particle size (by light scattering method) are measured. As shown in FIG. 22, when the basic particles are sample 0, sample 1, and sample 2, the absolute value of the zeta potential is 16.1 mV or less, and aggregation occurs from the average particle diameter in that case. Therefore, if the absolute value of the zeta potential of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 in the base liquid L is 16.2 mV or more, aggregation of the porous fine particles P is suppressed, which is preferable.

＜本実施形態の変形例＞
本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。 <Modification of this embodiment>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various aspects without departing from the scope of the invention. For example, the following modifications are possible.

・冷却液に含まれるベース液体Ｌは、上記実施形態に限定されず、例えば、水、アルコール水溶液等種々の液体を用いることができる。ベース液体Ｌは、水系クーラント、非水系クーラント、エマルション系クーラントの何れであってもよいが、冷却性能を向上させる観点から、水と、水と互溶する凝固点降下剤とを混合した、水系クーラントであることが好ましい。水の割合は任意だが、３０～５０ｗｔ％が好ましい。凝固点降下剤としては、アルコール系が好ましい。アルコールが経年劣化で酸となった場合であっても、多孔質微粒子により冷却液の導電率上昇が抑制される。粘性低減の観点からは、メタノール、エタノール、n-プロパノール、ｉ-プロパノールなどが好ましく、低蒸気圧や実績の観点からは、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが好ましい。さらに、防錆剤を添加してもよい。水による金属腐食を抑制し、金属イオン溶出も抑制される。多孔質微粒子による対処負担が低減し、多孔質微粒子配合量を低減させることができ、低コスト化を図ることができる。防錆剤は、絶縁性の観点から、非イオン系防錆剤が好ましい。また、対Ｃｕ防錆の観点からは、トリアゾール系防錆剤などが好ましく、対Ａｌ防錆の観点からは、シリコン系防錆剤などが好ましい。 - The base liquid L contained in the coolant is not limited to the above-described embodiment, and various liquids such as water and an aqueous alcohol solution can be used. The base liquid L may be any of water-based coolant, non-aqueous coolant, and emulsion-based coolant. However, from the viewpoint of improving cooling performance, water-based coolant mixed with water and a freezing point depressant that is compatible with water is used. Preferably. The proportion of water is arbitrary, but 30-50 wt % is preferred. As the freezing point depressant, an alcohol-based agent is preferable. Even if the alcohol becomes acid due to deterioration over time, the increase in conductivity of the cooling liquid is suppressed by the porous fine particles. From the viewpoint of viscosity reduction, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, etc. are preferable, and from the viewpoint of low vapor pressure and performance, ethylene glycol, propylene glycol, etc. are preferable. Furthermore, a rust inhibitor may be added. Suppresses metal corrosion by water, and suppresses elution of metal ions. The burden of dealing with porous fine particles can be reduced, the amount of porous fine particles can be reduced, and the cost can be reduced. From the viewpoint of insulation, the rust preventive is preferably a nonionic rust preventive. From the viewpoint of anti-rust against Cu, triazole-based rust inhibitors and the like are preferable, and from the viewpoint of anti-rust against Al, silicon-based anti-rust agents and the like are preferable.

・上記実施形態において、第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２の両方を、いわゆるコアシェル構造にする例を示したが、いずれか一方のみがコアシェル構造であってもよいし、両方ともコアシェル構造でなくてもよい。例えば、第１多孔質微粒子が修飾されていないＭＭＳＳ（上記実施形態におけるベース多孔質微粒子Ｍ）、第２多孔質粒子が上記実施形態の第２多孔質微粒子Ｐ２であってもよい。また、第１多孔質微粒子の第１核部がスルホン酸基を含有する第１官能基Ｒ１で修飾したＭＭＳＳ、第１外層部が弱い塩基を導入したメソポーラスシリカ層であり、第２多孔質粒子が上記実施形態の第２核部Ｃ２（アミノ基を含有する第２官能基Ｒ２で修飾したＭＭＳＳ）であってもよい。メソポーラスシリカ層に弱い塩基を導入する方法としては、例えば、２－（２－ＰＹＲＩＤＹＬＥＴＨＹＬ）ＴＲＩＭＥＴＨＯＸＹＳＩＬＡＮＥのような弱い塩基を有するシランカップリング剤を用いて、シェルに弱い塩基を導入することによって、合成することができる。コアシェル構造でない場合には、例えば、ＭＭＳＳの細孔の官能基による修飾の官能基含有率が、表面近傍が低くなるようにしてもよい。また、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２の表面電荷が同符号になるように、表面を官能基で修飾する等の処理を施してもよい。 - In the above embodiment, both the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 have a so-called core-shell structure, but only one of them may have a core-shell structure, or both It does not have to be a core-shell structure. For example, the first porous fine particles may be unmodified MMSS (base porous fine particles M in the above embodiment), and the second porous particles may be the second porous fine particles P2 in the above embodiment. Further, the first core portion of the first porous fine particles is MMSS modified with a first functional group R1 containing a sulfonic acid group, the first outer layer portion is a mesoporous silica layer into which a weak base is introduced, and the second porous particles are may be the second core C2 (MMSS modified with the second functional group R2 containing an amino group) of the above embodiment. As a method for introducing a weak base into the mesoporous silica layer, for example, a silane coupling agent having a weak base such as 2-(2-PYRIDYLETHYL)TRIMETHOXYSILANE is used to introduce a weak base into the shell. be able to. In the case of a non-core-shell structure, for example, the functional group content of the functional group modification of the pores of the MMSS may be low in the vicinity of the surface. Further, the surfaces may be modified with functional groups so that the surface charges of the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 have the same sign.

・冷却液に含まれる第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２は、上記実施形態に限定されず、イオンを捕獲可能な種々の多孔質微粒子を用いることができる。例えば、ベース多孔質微粒子として、ゼオライト、シリカゲル等、他の多孔質微粒子を用いることができる。ベース多孔質微粒子としてシリカ系メソ多孔体を用いると、孔径が一定であり、また、分散性がよいため、好ましい。 - The first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 contained in the cooling liquid are not limited to those in the above embodiment, and various porous fine particles capable of capturing ions can be used. For example, other porous fine particles such as zeolite and silica gel can be used as the base porous fine particles. It is preferable to use a silica-based mesoporous material as the base porous fine particles, since the pore size is constant and the dispersibility is good.

図２３は、変形例の多孔質微粒子を説明するための説明図である。図２３では、多孔質微粒子としてゼオライトを用いる例を示している。図示するように、アミノ基で修飾したゼオライトを用いて、第１多孔質微粒子および第２多孔質微粒子を生成することができる。この例において、ルイス塩基点が第１核部、ルイス酸点が第２核部である。 FIG. 23 is an explanatory diagram for explaining the porous fine particles of the modified example. FIG. 23 shows an example of using zeolite as porous fine particles. As shown, zeolites modified with amino groups can be used to produce first and second porous microparticles. In this example, the Lewis base point is the first nucleus and the Lewis acid point is the second nucleus.

・第１多孔質微粒子Ｐ１に含まれる官能基は、例えば、シラノール基、カルボキシル基等を含む他の酸性の官能基でもよい。第２多孔質微粒子Ｐ２に含まれる官能基は、例えば、ピリジン基等を含む他の塩基性の官能基でもよい。さらに、第１多孔質微粒子Ｐ１、および第２多孔質微粒子Ｐ２は、官能基で修飾されていなくてもよい。例えば、シリカ系メソ多孔体微粒子は、酸性の微粒子であるため、修飾されていなくても、陽イオンを捕獲することができる。酸性の官能基、塩基性の官能基で修飾されていると、イオン捕獲能が強化されるため、好ましい。 - The functional groups contained in the first porous fine particles P1 may be other acidic functional groups including, for example, silanol groups and carboxyl groups. The functional groups contained in the second porous fine particles P2 may be other basic functional groups including, for example, a pyridine group. Furthermore, the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 may not be modified with functional groups. For example, since silica-based mesoporous fine particles are acidic fine particles, they can capture cations even if they are not modified. Modification with an acidic functional group or a basic functional group is preferable because the ion trapping ability is enhanced.

・上記実施形態において、第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２が共にシリカ系メソ多孔体である例を示したが、例えば、第１多孔質微粒子Ｐ１がシリカ系メソ多孔体、第２多孔質微粒子Ｐ２がゼオライト等、異なる組み合わせであってもよい。また、多孔質微粒子として３種以上を用いてもよい。例えば、第１多孔質微粒子がシリカ系メソ多孔体とゼオライト、第２多孔質微粒子がシリカゲル等でもよい。 - In the above-described embodiment, both the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are silica-based mesoporous materials. The biporous microparticles P2 may be different combinations, such as zeolite. Also, three or more kinds of porous fine particles may be used. For example, the first porous fine particles may be a silica-based mesoporous material and zeolite, and the second porous fine particles may be silica gel or the like.

・冷却液に含まれる多孔質微粒子の濃度は、上記実施形態に限定されない。濃度を１０ｖｏｌ％以下にすると、圧損の増加を抑制しつつ、熱伝達率を向上させることができるため、好ましい。 - The concentration of the porous fine particles contained in the coolant is not limited to the above embodiment. A concentration of 10 vol % or less is preferable because it is possible to improve the heat transfer coefficient while suppressing an increase in pressure loss.

・上記実施形態において、第１多孔質微粒子Ｐ１と、第２多孔質微粒子Ｐ２とが、等量含まれる例を示したが、等量でなくてもよい。第１多孔質微粒子Ｐ１のイオン捕獲能と第２多孔質微粒子Ｐ２のイオン捕獲能が同一である場合に、第１多孔質微粒子Ｐ１と第２多孔質微粒子Ｐ２を等量にすると、バランスよく陽イオンと陰イオンとを捕獲できるため、絶縁性の低下を良好に抑制することができる。 - In the above-described embodiment, an example in which the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are contained in equal amounts was shown, but the amounts may not be equal. When the ion-capturing ability of the first porous fine particles P1 and the ion-capturing ability of the second porous fine particles P2 are the same, if the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are used in equal amounts, the ion-capturing ability is balanced. Since ions and anions can be captured, deterioration of insulation can be suppressed satisfactorily.

・冷却液に含まれる多孔質微粒子の平均粒子径は、上記実施形態に限定されず、種々の大きさの多孔質微粒子を用いることができる。多孔質微粒子の平均粒子径を、１０～３０００ｎｍにすると、沈殿しにくいため、好ましい。 - The average particle size of the porous fine particles contained in the cooling liquid is not limited to the above embodiment, and porous fine particles of various sizes can be used. It is preferable to set the average particle size of the porous fine particles to 10 to 3000 nm, because it is difficult to precipitate.

・冷却液に含まれる多孔質微粒子の中心細孔直径は、適宜設定可能であるが、１～５ｎｍが好ましい。ここで、中心細孔直径とは、細孔径分布曲線において、最大のピークを示した細孔直径をいう。細孔径分布曲線とは、細孔容積（Ｖ）を細孔直径（Ｄ）で微分した値（ｄＶ／ｄＤ）を細孔直径（Ｄ）に対してプロットした曲線をいう。 - The central pore diameter of the porous fine particles contained in the cooling liquid can be set as appropriate, but is preferably 1 to 5 nm. Here, the central pore diameter refers to the pore diameter showing the maximum peak in the pore size distribution curve. The pore size distribution curve is a curve obtained by plotting the value (dV/dD) obtained by differentiating the pore volume (V) by the pore diameter (D) against the pore diameter (D).

・冷却液の絶縁性制御範囲は、上記実施形態に限定されず、適宜設定可能である。自動車用冷却液の場合、絶縁性制御範囲を１０μＳ／ｃｍ以下に設定するのが好ましい。 - The insulation control range of the cooling liquid is not limited to the above embodiment, and can be set as appropriate. In the case of automotive coolants, it is preferable to set the insulation control range to 10 μS/cm or less.

・第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２がイオンを捕獲する手段は、吸着、吸収、吸蔵、反応等、物理的または化学的な種々の公知の手段を適用することができる。 - Various known physical or chemical means such as adsorption, absorption, occlusion, reaction, etc. can be applied to the means for capturing ions by the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2.

・上記実施形態の冷却液として、ベース液体Ｌに第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２が単分散された冷却液を例示したが、ベース液体Ｌに第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２が含まれていればよい。ベース液体Ｌに第１多孔質微粒子Ｐ１および第２多孔質微粒子Ｐ２が単分散されていると、効率よくイオンを捕獲できるため、好ましい。 As the coolant in the above embodiment, the coolant in which the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are monodispersed in the base liquid L is exemplified. It is sufficient that the biporous fine particles P2 are included. If the first porous fine particles P1 and the second porous fine particles P2 are monodispersed in the base liquid L, ions can be captured efficiently, which is preferable.

・上記実施形態において、熱輸送システム１００がイオン交換器を備えてもよい。イオン交換器を備えることにより、冷却液の使用期間を、イオン交換器を備えない場合より延長することができる。 - In the above embodiment, the heat transport system 100 may include an ion exchanger. By providing the ion exchanger, it is possible to extend the usage period of the cooling liquid compared to when the ion exchanger is not provided.

・上記実施形態において、電気自動車に搭載された電池ＣＥの熱を放熱させる熱輸送システム１００を例示したが、熱源として、例えば、燃料電池、インバータ、モータジェネレータを用いてもよい。また、冷却液は、空調設備、プラント等種々の物の冷却に用いることができる。 - In the above-described embodiment, the heat transport system 100 that dissipates the heat of the battery CE mounted on the electric vehicle is illustrated, but a fuel cell, an inverter, or a motor generator may be used as the heat source, for example. In addition, the coolant can be used for cooling various things such as air conditioners and plants.

・図２４は、変形例の第１熱交換器を模式的に示す説明図である。図２４（Ａ）は、第１変形例の第１熱交換器１０Ｂと示し、図２４（Ｂ）は第２変形例の第１熱交換器１０Ｃを示す。熱源が複数のセルＣＬを備える電池ＣＥである場合、図２４（Ａ）に示すように、第１熱交換器１０Ｂは、セルＣＬ間を蛇行する流路１６を備え、流路１６に冷却液を流すことにより、セルＣＬが発する熱を受熱してもよいし、図２４（Ｂ）に示すように、第１熱交換器１０Ｃが電池ＣＥに内包され、セルＣＬが冷却液に浸漬されることにより、セルＣＬが発する熱を受熱してもよい。 - FIG. 24 : is explanatory drawing which shows typically the 1st heat exchanger of a modification. FIG. 24A shows the first heat exchanger 10B of the first modified example, and FIG. 24B shows the first heat exchanger 10C of the second modified example. When the heat source is a battery CE including a plurality of cells CL, as shown in FIG. 24B, the first heat exchanger 10C is included in the battery CE, and the cell CL is immersed in the cooling liquid. Thus, the heat generated by the cell CL may be received.

・上記実施形態において、第２熱交換器２０としてラジエータを例示したが、冷凍サイクル低圧側のチラーを用いてもよい。すなわち、第２熱交換器２０は、冷媒、空気を用いて、放熱することができる。第２熱交換器を構成する材料としては、高熱伝導と強度の両立の観点から金属が好ましい。冷却液へ金属イオンが溶出する場合であっても、多孔質微粒子により冷却液の導電率上昇が抑制される。金属としては、アルミニウム、メッキ鋼板、ステンレス鋼が好ましく、特に、低コスト、加工容易性の観点からアルミニウムが好ましい。アルミニウムが用いられる場合、第２熱交換器のろう付け工程において、フラックスを用いてもよいし、フラックスレス工程もよい。フラックスが用いられる場合、ろう付け工程後に内壁洗浄してもよいし、工程に洗浄を入れなくてもよい。第２熱交換器にフラックス残渣が存在する場合であっても、多孔質微粒子により冷却液の導電率上昇が抑制される。 - Although the radiator was illustrated as the 2nd heat exchanger 20 in the said embodiment, you may use the chiller by the side of the low pressure of a refrigerating cycle. That is, the second heat exchanger 20 can radiate heat using refrigerant and air. As a material for forming the second heat exchanger, metal is preferable from the viewpoint of achieving both high heat conductivity and strength. Even when metal ions are eluted into the cooling liquid, the porous fine particles suppress an increase in the electrical conductivity of the cooling liquid. As the metal, aluminum, plated steel sheet, and stainless steel are preferable, and aluminum is particularly preferable from the viewpoint of low cost and ease of processing. When aluminum is used, the brazing process of the second heat exchanger may be a flux or a fluxless process. When flux is used, the inner wall may be cleaned after the brazing process, or the cleaning may not be included in the process. Even if flux residue exists in the second heat exchanger, the porous fine particles suppress an increase in the electrical conductivity of the coolant.

・配管は、フレキシブル式（ゴム・エラストマ）・リジット式（プラ・金属）いずれでもよい。配管の形成材料として、ＥＰＤＭゴムや、金属アルミを用いる場合であって、金属イオンが溶出する場合であっても、多孔質微粒子により冷却液の導電率上昇が抑制される。・The piping can be flexible (rubber, elastomer) or rigid (plastic, metal). Even when EPDM rubber or metal aluminum is used as the material for forming the pipes and metal ions are eluted, the porous microparticles suppress an increase in the electrical conductivity of the cooling liquid.

以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した態様の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することができる。 Although the present invention has been described above based on the embodiments and modifications, the above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the present invention. The present invention may be modified and modified without departing from the spirit and scope of the claims, and the present invention includes equivalents thereof. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate.

ＡＮ…アニオン
Ｃ１…第１核部
ＣＡ…カチオン
ＣＥ…電池
ＣＨ…核部細孔
ＣＬ…セル
Ｌ…ベース液体
Ｐ…多孔質微粒子
Ｐ１…第１多孔質微粒子
Ｐ２…第２多孔質微粒子
Ｓ１…第１外層部
ＳＨ…外層部細孔
１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｐ…第１熱交換器
１２…ケース
１４…筐体
１６…流路
２０…第２熱交換器
３０…冷却液タンク
４０…バルブ
５０…ポンプ
６２…配管
１００…熱輸送システム
Ｃ…核部
Ｃ２…第２核部
ＣＨ１…第１核部細孔
Ｍ…ベース多孔質微粒子
Ｒ１…第１官能基
Ｒ２…第２官能基
Ｓ…外層部
Ｓ２…第２外層部 AN... anion C1... first core part CA... cation CE... battery CH... core pore CL... cell L... base liquid P... porous fine particle P1... first porous fine particle P2... second porous fine particle S1... second DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer layer part SH... Outer layer part pore 10, 10A, 10B, 10C, 10P... First heat exchanger 12... Case 14... Housing 16... Flow path 20... Second heat exchanger 30... Coolant tank 40... Valve 50... Pump 62... Piping 100... Heat transport system C... Core C2... Second core CH1... First core pore M... Base porous microparticle R1... First functional group R2... Second functional group S... Outer layer Part S2... Second outer layer part

Claims

a coolant,
a base liquid;
Porous fine particles having a plurality of pores, which are contained in the base liquid and capable of capturing ions;
including
The porous fine particles are
a first porous fine particle capable of trapping cations inside the plurality of pores;
A second porous fine particle capable of trapping anions inside the plurality of pores, wherein the zeta potential of the surface of the second porous fine particle is the same sign as the zeta potential of the surface of the first porous fine particle a certain second porous particulate; and
consists of
is insulating,
coolant.

A coolant according to claim 1,
At least one of the first porous fine particles and the second porous fine particles,
a core capable of capturing ions inside itself;
an outer layer formed around the core and having a lower acidity or basicity than the core;
comprising
coolant.

A coolant according to claim 1,
Either one of the first porous fine particles and the second porous fine particles is
a core capable of capturing ions inside itself;
an outer layer formed on the periphery of the core, charged with a charge of the opposite sign to that of the core, and having a lower acidity or basicity than the core;
comprising
coolant.

A cooling liquid according to any one of claims 1 to 3,
The absolute value of the zeta potential of the porous fine particles in the base liquid is 16.2 mV or more.
coolant.

A cooling liquid according to any one of claims 1 to 4,
The porous fine particles are silica-based mesoporous materials,
coolant.

A cooling liquid according to any one of claims 1 to 4,
The porous fine particles are at least one of zeolite and silica gel,
coolant.

A cooling liquid according to any one of claims 1 to 6,
The concentration of the porous fine particles is 10 vol% or less,
coolant.

A cooling liquid according to any one of claims 1 to 7,
The porous fine particles have a diameter of 10 nm or more and 3000 nm or less.
coolant.

A cooling liquid according to any one of claims 1 to 8,
At least one of the first porous microparticles and the second porous microparticles is modified inside the pores,
coolant.

A coolant according to claim 2,
the inside of the pores of the core portion of the first porous microparticle is modified with a functional group containing a sulfonic acid group,
the interior of the pores of the core of the second porous microparticle is modified with a functional group containing an amino group;
coolant.

A coolant according to any one of claims 9 and 10,
At least one of the first porous fine particles and the second porous fine particles,
a core capable of capturing ions inside itself;
an outer layer formed around the core and having a lower acidity or basicity than the core;
with
The weight fraction of the functional group that modifies the inside of the pores of the core is 2 wt% or more and 50 wt% or less.
coolant.

A coolant according to any one of claims 1 to 11,
Equal amounts of the first porous fine particles and the second porous fine particles are contained,
coolant.