JPH06265663A - 常温核融合方法及び常温核融合用金属材料 - Google Patents
常温核融合方法及び常温核融合用金属材料Info
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- JPH06265663A JPH06265663A JP5080227A JP8022793A JPH06265663A JP H06265663 A JPH06265663 A JP H06265663A JP 5080227 A JP5080227 A JP 5080227A JP 8022793 A JP8022793 A JP 8022793A JP H06265663 A JPH06265663 A JP H06265663A
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- JP
- Japan
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- heavy water
- cathode
- lead wire
- metal material
- electrolysis
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis
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- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 効率良く過剰熱を発生させることのできる常
温核融合方法及び常温核融合用金属材料を提供する。 【構成】 Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料の
陰極を用いて、 99.75％の重水中に金属Ｌｉを溶かし0.
5mol／ｌとなした電解液を入れ上部に触媒を備えた密閉
セル中で電解を行い、陰極、陽極の夫々発生する重水素
と酸素を再結合させ、重水に戻すことを継続することを
特徴とする常温核融合方法。Ｐｄの表面層にＬｉが合金
化されていることを特徴とする常温核融合用金属材料。
温核融合方法及び常温核融合用金属材料を提供する。 【構成】 Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料の
陰極を用いて、 99.75％の重水中に金属Ｌｉを溶かし0.
5mol／ｌとなした電解液を入れ上部に触媒を備えた密閉
セル中で電解を行い、陰極、陽極の夫々発生する重水素
と酸素を再結合させ、重水に戻すことを継続することを
特徴とする常温核融合方法。Ｐｄの表面層にＬｉが合金
化されていることを特徴とする常温核融合用金属材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、常温核融合方法及び常
温核融合用金属材料に関するものである。
温核融合用金属材料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より常温核融合反応を起こさせる金
属材料として各種のＰｄ合金が開発されてきており、主
に重水を主体とする水溶液系で反応を生起しているが、
いずれの場合も再現性、効率、さらに制御性の点で困難
が多い。重水素−Ｐｄ系の反応を起すためには、Ｐｄ中
に重水素を過飽和になるまで充填する必要があり、密閉
系の電解槽が必要不可欠のものとなる。この密閉系の電
解槽において重水素をＰｄ中に十分に入れるためには、
電極材料の調整、電極の配置、電解条件等の数多くの因
子を注意深く、且つ詳細に調整する必要がある。特に重
水素系で行われた結果では、長時間電解すると発熱体の
金属材料の表面が壊され、粉化していくことがある。こ
れは１つにはアルカリ電解液中の水素脆性によるもので
あり、他の１つは表面がアルカリ金属の侵入によって合
金化され破壊されることである。このため、これらに耐
える金属材料の開発が要望されていた。
属材料として各種のＰｄ合金が開発されてきており、主
に重水を主体とする水溶液系で反応を生起しているが、
いずれの場合も再現性、効率、さらに制御性の点で困難
が多い。重水素−Ｐｄ系の反応を起すためには、Ｐｄ中
に重水素を過飽和になるまで充填する必要があり、密閉
系の電解槽が必要不可欠のものとなる。この密閉系の電
解槽において重水素をＰｄ中に十分に入れるためには、
電極材料の調整、電極の配置、電解条件等の数多くの因
子を注意深く、且つ詳細に調整する必要がある。特に重
水素系で行われた結果では、長時間電解すると発熱体の
金属材料の表面が壊され、粉化していくことがある。こ
れは１つにはアルカリ電解液中の水素脆性によるもので
あり、他の１つは表面がアルカリ金属の侵入によって合
金化され破壊されることである。このため、これらに耐
える金属材料の開発が要望されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
要望に鑑みなされたもので、効率良く過剰熱を発生させ
ることのできる常温核融合方法及び常温核融合用金属材
料を提供しようとするものである。
要望に鑑みなされたもので、効率良く過剰熱を発生させ
ることのできる常温核融合方法及び常温核融合用金属材
料を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の常温核融合方法は、Ｐｄの表面層にＬｉを合
金化した金属材料の陰極を用いて、重水中に金属Ｌｉを
溶かした電解液を入れ上部に触媒を備えた密閉セル中で
電解を行い、陰極、陽極の夫々から発生する重水素と酸
素を再結合させ、重水に戻すことを継続することを特徴
とするものである。本発明の常温核融合用金属材料は、
Ｐｄの表面層にＬｉが合金化されていることを特徴とす
る密閉系のＬｉ電解液用のものである。
の本発明の常温核融合方法は、Ｐｄの表面層にＬｉを合
金化した金属材料の陰極を用いて、重水中に金属Ｌｉを
溶かした電解液を入れ上部に触媒を備えた密閉セル中で
電解を行い、陰極、陽極の夫々から発生する重水素と酸
素を再結合させ、重水に戻すことを継続することを特徴
とするものである。本発明の常温核融合用金属材料は、
Ｐｄの表面層にＬｉが合金化されていることを特徴とす
る密閉系のＬｉ電解液用のものである。
【０００５】
【作用】上記のように本発明の常温核融合方法は、Ｐｄ
の表面層にＬｉを合金化した金属材料の陰極を用いるの
で、長時間重水電解を行っても、アルカリ金属の電解液
や侵食に伴う水素脆化が起らず、従って、表面が壊され
て粉化していくことがなく、また陰極、陽極から夫々発
生する重水素と酸素を再結合させ、重水に戻すことを継
続するのでＰｄ中に重水素が充填される割合が高くな
り、発熱量が増え、過剰熱が効率良く発生することにな
る。Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料には、Ｐ
ｄＬｉ合金やＰｄ金属にＬｉを蒸着して熱拡散させたも
のがある。Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料を
用いれば電解液中のＬｉによって侵食されることもな
く、またＰｄ金属に比し水素脆性に対する耐性は高ま
る。
の表面層にＬｉを合金化した金属材料の陰極を用いるの
で、長時間重水電解を行っても、アルカリ金属の電解液
や侵食に伴う水素脆化が起らず、従って、表面が壊され
て粉化していくことがなく、また陰極、陽極から夫々発
生する重水素と酸素を再結合させ、重水に戻すことを継
続するのでＰｄ中に重水素が充填される割合が高くな
り、発熱量が増え、過剰熱が効率良く発生することにな
る。Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料には、Ｐ
ｄＬｉ合金やＰｄ金属にＬｉを蒸着して熱拡散させたも
のがある。Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料を
用いれば電解液中のＬｉによって侵食されることもな
く、またＰｄ金属に比し水素脆性に対する耐性は高ま
る。
【０００６】
【実施例】本発明の常温核融合方法及び常温核融合用電
極材料の実施例を図によって説明する。図１は常温核融
合方法を実施する為の重水電解装置を示すもので、気密
槽１はステンレススチール製鍔付上蓋２とステンレスス
チール製鍔付筒体３とから構成され、両者はボルト４で
リング５を介して緊締されている。鍔付上蓋２及び鍔付
筒体３の内面はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）で被覆されており、直径７cm×高さ20cmの密閉空間
を有している。この気密槽１の周囲にはヒーター６が巻
いてあり、加熱できるようになっている。鍔付上蓋２に
は複数のリード孔７が設けられ、それぞれ陽極リード線
８、陰極リード線９及び熱電対リード線10がシリコンゴ
ム製パッキン11を介して密閉空間内に導入されている。
陽極リード線８の他端はメッシュ状ＰｔめっきＴｉ陽極
12が陰極リード線の他端にある表面にＬｉを合金化した
棒状Ｐｄ陰極13（直径10mm×長さ10cm）を取り囲み、Ｐ
ｄ陰極13の近傍に熱電対リード線10の他端にある熱電対
14が配置されている。密閉空間の気相の部分にはＯ2 と
Ｈ2 やＤ2 との再結合反応用Ｐｔ触媒15、たとえばＰｔ
ブラックやＰｔ／ＣをＰＴＦＥに分散して疎水性をもた
せた触媒等を配置し、重水の電解によって発生した陽極
のＨ2 やＤ2 を陰極のＯ2と気相中で反応させ、Ｈ2 Ｏ
やＤ2 Ｏにして液相中に戻す役割を果たす。気密空間の
重水16はＬｉ金属を重水に溶かしたＬｉＯＤを 0.5モル
／kg含むＤ2 Ｏ（昭和電工（株）製）で純度 99.75％の
もの。）を 200〜 250cm3 使用した。なお、図示してい
ないが、圧力測定は高温型の圧電変換器を使用して測定
し、この気密槽１にはガス抜きバルブも設けてある。こ
の状態で電解を行い、Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した
金属材料のＰｄ陰極13について±0.03℃の精度で熱の発
生を測定した。温度測度は、熱電対14で測定した。酸素
分圧から直接Ｐｄ陰極13中のＤ／Ｐｄ原子比率を求める
ようにした。即ち、Ｐｄ中に重水素が入っていくと、そ
の相手方の酸素が取り残されていく。系の全圧を測定
し、重水及び他の気体の分圧を差し引くことによってＤ
／Ｐｄ比を得る。熱の較正は各種電流密度で電解を行
い、その時の温度上昇から求めた。測定は 100℃±15
℃、15〜 400mA／cm2 の範囲で行った。測定の例とし
て、１％のＬｉをＰｄに添加して表面層を合金化したＰ
ｄ−Ｌｉ１％合金の金属材料のＰｄ陰極13について図２
に示す。横軸には時間、縦軸には温度、Ｄ／Ｐｄ比、さ
らにセル電圧をとり、 0.2Ａ／cm2 の電流密度で行っ
た。重水素濃度は電解後、数時間で 0.8まで上がった
後、１週間ほどで徐々に増大していき、最終的には１に
まで達した。即ち、重水素の吸収は、速い段階と、後の
２桁程度遅い過程を通って行われた。それと同時にセル
電圧も上昇していったが、温度は７日付近から急激に上
昇するようになった。Ｄ／Ｐｄ比は、この非常に遅い過
程において徐々に高まっていき、１を超えた前後から発
熱が起きるようになった。その後、継続的に発熱が起
り、Ｄ／Ｐｄ比が上がるに従って発熱量も増えていく。
この過剰熱の発生は、Ｄ／Ｐｄ比に直接結びついてお
り、電流密度にも密接に関連している。図３には図２の
実験結果をまとめた。横軸には入力電力、縦軸には温度
の上昇を示した。実線は較正直線である。これは 0.2Ａ
／cm2 の電流密度の実験結果であるが、１日目は較正軸
上に乗っているが、２日、３日とたつにしたがって、外
れていく。即ち、同じ入力電力でも、温度上昇は較正線
に対し、７、８日目には７〜８度も高くなっている。こ
れから明白な過剰熱が発生していることが判る。図４は
以上の測定を種々の電流密度において測定し、最大の過
剰熱をプロットした。横軸は入力電力、縦軸は温度差で
ある。実線は較正線である。夫々の点が各電流密度にお
ける温度の上昇を示している。これから直接過剰熱の計
算ができる。図５に電流密度とＤ／Ｐｄ比の関係をプロ
ットした。電流密度が高いほど、Ｄ／Ｐｄ比が増えてい
くが、 200Ａ／cm2 ではＤ／Ｐｄ比が１を超えることが
判る。これらの値は１週間で得られた最大値をプロット
してあり、低電流密度では増加していく傾向にある。図
６にはＤ／Ｐｄ比と過剰熱の関係をプロットした。これ
から、見かけ上Ｄ／Ｐｄ比と指数関係があることが判
る。この場合、Ｄ／Ｐｄ比がほぼ１に達すると、 0.1Ｗ
／cm2 程度の過剰熱がでてくることが判った。
極材料の実施例を図によって説明する。図１は常温核融
合方法を実施する為の重水電解装置を示すもので、気密
槽１はステンレススチール製鍔付上蓋２とステンレスス
チール製鍔付筒体３とから構成され、両者はボルト４で
リング５を介して緊締されている。鍔付上蓋２及び鍔付
筒体３の内面はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
Ｅ）で被覆されており、直径７cm×高さ20cmの密閉空間
を有している。この気密槽１の周囲にはヒーター６が巻
いてあり、加熱できるようになっている。鍔付上蓋２に
は複数のリード孔７が設けられ、それぞれ陽極リード線
８、陰極リード線９及び熱電対リード線10がシリコンゴ
ム製パッキン11を介して密閉空間内に導入されている。
陽極リード線８の他端はメッシュ状ＰｔめっきＴｉ陽極
12が陰極リード線の他端にある表面にＬｉを合金化した
棒状Ｐｄ陰極13（直径10mm×長さ10cm）を取り囲み、Ｐ
ｄ陰極13の近傍に熱電対リード線10の他端にある熱電対
14が配置されている。密閉空間の気相の部分にはＯ2 と
Ｈ2 やＤ2 との再結合反応用Ｐｔ触媒15、たとえばＰｔ
ブラックやＰｔ／ＣをＰＴＦＥに分散して疎水性をもた
せた触媒等を配置し、重水の電解によって発生した陽極
のＨ2 やＤ2 を陰極のＯ2と気相中で反応させ、Ｈ2 Ｏ
やＤ2 Ｏにして液相中に戻す役割を果たす。気密空間の
重水16はＬｉ金属を重水に溶かしたＬｉＯＤを 0.5モル
／kg含むＤ2 Ｏ（昭和電工（株）製）で純度 99.75％の
もの。）を 200〜 250cm3 使用した。なお、図示してい
ないが、圧力測定は高温型の圧電変換器を使用して測定
し、この気密槽１にはガス抜きバルブも設けてある。こ
の状態で電解を行い、Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した
金属材料のＰｄ陰極13について±0.03℃の精度で熱の発
生を測定した。温度測度は、熱電対14で測定した。酸素
分圧から直接Ｐｄ陰極13中のＤ／Ｐｄ原子比率を求める
ようにした。即ち、Ｐｄ中に重水素が入っていくと、そ
の相手方の酸素が取り残されていく。系の全圧を測定
し、重水及び他の気体の分圧を差し引くことによってＤ
／Ｐｄ比を得る。熱の較正は各種電流密度で電解を行
い、その時の温度上昇から求めた。測定は 100℃±15
℃、15〜 400mA／cm2 の範囲で行った。測定の例とし
て、１％のＬｉをＰｄに添加して表面層を合金化したＰ
ｄ−Ｌｉ１％合金の金属材料のＰｄ陰極13について図２
に示す。横軸には時間、縦軸には温度、Ｄ／Ｐｄ比、さ
らにセル電圧をとり、 0.2Ａ／cm2 の電流密度で行っ
た。重水素濃度は電解後、数時間で 0.8まで上がった
後、１週間ほどで徐々に増大していき、最終的には１に
まで達した。即ち、重水素の吸収は、速い段階と、後の
２桁程度遅い過程を通って行われた。それと同時にセル
電圧も上昇していったが、温度は７日付近から急激に上
昇するようになった。Ｄ／Ｐｄ比は、この非常に遅い過
程において徐々に高まっていき、１を超えた前後から発
熱が起きるようになった。その後、継続的に発熱が起
り、Ｄ／Ｐｄ比が上がるに従って発熱量も増えていく。
この過剰熱の発生は、Ｄ／Ｐｄ比に直接結びついてお
り、電流密度にも密接に関連している。図３には図２の
実験結果をまとめた。横軸には入力電力、縦軸には温度
の上昇を示した。実線は較正直線である。これは 0.2Ａ
／cm2 の電流密度の実験結果であるが、１日目は較正軸
上に乗っているが、２日、３日とたつにしたがって、外
れていく。即ち、同じ入力電力でも、温度上昇は較正線
に対し、７、８日目には７〜８度も高くなっている。こ
れから明白な過剰熱が発生していることが判る。図４は
以上の測定を種々の電流密度において測定し、最大の過
剰熱をプロットした。横軸は入力電力、縦軸は温度差で
ある。実線は較正線である。夫々の点が各電流密度にお
ける温度の上昇を示している。これから直接過剰熱の計
算ができる。図５に電流密度とＤ／Ｐｄ比の関係をプロ
ットした。電流密度が高いほど、Ｄ／Ｐｄ比が増えてい
くが、 200Ａ／cm2 ではＤ／Ｐｄ比が１を超えることが
判る。これらの値は１週間で得られた最大値をプロット
してあり、低電流密度では増加していく傾向にある。図
６にはＤ／Ｐｄ比と過剰熱の関係をプロットした。これ
から、見かけ上Ｄ／Ｐｄ比と指数関係があることが判
る。この場合、Ｄ／Ｐｄ比がほぼ１に達すると、 0.1Ｗ
／cm2 程度の過剰熱がでてくることが判った。
【０００７】
【発明の効果】以上の説明で判るように本発明の常温核
融合方法は、Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料
よりなる陰極を用いるので、密閉セル中で長時間重水電
解を行っても水素脆化が起らず、従って表面が壊されて
粉化していくことがなく、また陰極、陽極から夫々発生
する重水素と酸素を再結合させ、重水に戻すことを継続
するので、Ｐｄ中に充電される重水素の割合が高くな
り、発熱量が増え、過剰熱が効率良く発生する。また、
本発明の常温核融合用金属材料は、上記の常温核融合方
法を円滑、確実に実施できる陰極を得ることができる。
融合方法は、Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材料
よりなる陰極を用いるので、密閉セル中で長時間重水電
解を行っても水素脆化が起らず、従って表面が壊されて
粉化していくことがなく、また陰極、陽極から夫々発生
する重水素と酸素を再結合させ、重水に戻すことを継続
するので、Ｐｄ中に充電される重水素の割合が高くな
り、発熱量が増え、過剰熱が効率良く発生する。また、
本発明の常温核融合用金属材料は、上記の常温核融合方
法を円滑、確実に実施できる陰極を得ることができる。
【図１】本発明の常温核融合方法の一実施例に用いた重
水電解装置を示す概略図である。
水電解装置を示す概略図である。
【図２】本発明の常温核融合方法に於いて、重水電解１
週間における温度、Ｄ／Ｐｄ比、セル電圧の変化を示す
グラフである。
週間における温度、Ｄ／Ｐｄ比、セル電圧の変化を示す
グラフである。
【図３】図２の実験結果をまとめたもので、入力電力と
温度との関係をしめすグラフである。
温度との関係をしめすグラフである。
【図４】種々の電流密度における入力電力と温度差との
関係において最大過剰熱をプロットしたグラフである。
関係において最大過剰熱をプロットしたグラフである。
【図５】電流密度とＤ／Ｐｄ比の関係をプロットしたグ
ラフである。
ラフである。
【図６】Ｄ／Ｐｄ比と過剰熱の関係をプロットしたグラ
フである。
フである。
１ 気密槽 ２ 鍔付上蓋 ３ 鍔付筒体 ４ ボルト ５ Ｏリング ６ ヒーター ７ リード孔 ８ 陽極リード線 ９ 陰極リード線 10 熱電対リード線 11 パッキン 12 Ｐｔ陽極 13 Ｐｄ陰極 14 熱電対 15 Ｐｔ触媒 16 重水
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｐｄの表面層にＬｉを合金化した金属材
料の陰極を用いて、重水中に金属Ｌｉを溶かした電解液
を入れ上部に触媒を備えた密閉セル中で電解を行い、陰
極、陽極の夫々から発生する重水素と酸素を再結合さ
せ、重水に戻すことを継続することを特徴とする常温核
融合方法。 - 【請求項２】 Ｐｄの表面層にＬｉが合金されているこ
とを特徴とする密閉系のＬｉ電解液用の常温核融合用金
属材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080227A JPH06265663A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 常温核融合方法及び常温核融合用金属材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5080227A JPH06265663A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 常温核融合方法及び常温核融合用金属材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265663A true JPH06265663A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13712473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5080227A Pending JPH06265663A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 常温核融合方法及び常温核融合用金属材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06265663A (ja) |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5080227A patent/JPH06265663A/ja active Pending
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