TWI734918B - 發熱裝置及發熱方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種可產生過量熱之發熱裝置及發熱方法。於發熱裝置中，將氫系氣體自氫系氣體導入路徑導入至容器內部，使發熱體5吸藏氫之後，藉由加熱器將發熱體5加熱，並且進行抽真空。藉此，於發熱裝置中，氫藉由量子擴散而透過第1層23及第2層24間之異種物質界面26，藉此可產生加熱溫度以上之過量熱。如此，發熱裝置藉由使氫透過多層膜25之第1層23及第2層24，便可產生過量熱。

Description

發熱裝置及發熱方法
本發明係關於一種發熱裝置及發熱方法。
近年來，利用鈀合金等氫吸藏合金產生熱之發熱現象受到關注(例如參照非專利文獻1)。若可對利用氫吸藏金屬或氫吸藏合金等之發熱現象進行控制，則亦可用作有效之熱源。而且，近年來，就環境問題之觀點而言，期待氫社會之到來，亦期待獲得安全且較高之能量密度之氫能。 [先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1] A. Kitamura. et.al “Brief sμmmary of latest experimental results with a mass-flow calorimetry system for anomalous heat effect of nano-composite metals under D(H)-gas charging” CURRENT SCIENCE, VOL. 108, NO. 4, p.589-593, 2015
[發明所欲解決之問題]
然而，現狀係過剩之熱相對於輸入電力為數%至數十%左右而較少，並且所產生之熱量之絕對值不足。因此，期待對產生過量熱之先前未有之新穎之發熱裝置或發熱方法進行開發。
因此，本發明係考慮以上方面而完成者，目的在於提出一種可產生過量熱之發熱裝置及發熱方法。 [解決問題之技術手段]
為了解決該問題，本發明之發熱裝置具備：容器，其於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體；發熱體，其設置於上述容器內部；及加熱器，其將上述發熱體加熱；上述發熱體具備：台座，其包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體；及多層膜，其形成於上述台座之表面；上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000 nm之層狀之第1層、及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷且厚度未達1000 nm之層狀之第2層所形成的構成。
又，本發明之發熱裝置具備：容器，其於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體；以及複數個發熱構造體，其等設置於上述容器內部，且包含發熱體及將上述發熱體加熱之加熱器；上述發熱體具備：台座，其包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體；及多層膜，其形成於上述台座之表面；上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000 nm之層狀之第1層、及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷且厚度未達1000 nm之層狀之第2層所形成的構成。
又，本發明之發熱方法具備：預備步驟，其預備發熱體，該發熱體係於包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體之台座之表面具備多層膜，且上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000 nm之層狀之第1層、及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷且厚度未達1000 nm之層狀之第2層所形成的構成；準備步驟，其準備在容器內部設置有上述發熱體之容器；氫吸藏步驟，其將有助於發熱之氫系氣體導入至上述容器內部，使上述發熱體吸藏氫；及加熱步驟，其藉由將吸藏有上述氫之上述發熱體加熱，而產生加熱溫度以上之過量熱。 [發明之效果]
根據本發明，藉由使氫透過多層膜之第1層及第2層，可產生過量熱。
以下，基於圖式，詳細敍述本發明之實施形態。
(1)本發明之發熱裝置之整體構成 如圖1所示，本發明之發熱裝置1具有如下構成：具有於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體之容器2，且在容器內部設置有加熱器內置型之發熱構造體3。發熱裝置1係於氫系氣體導入至容器內部之後，藉由在發熱構造體3中利用加熱器(未圖示)加熱發熱體5(下述)而利用該發熱體5產生加熱溫度以上之過量熱者。作為導入至容器內部之氫系氣體，可應用氘氣及/或天然氫氣。再者，所謂天然氫氣係指包含99.985%以上之氕氣之氫系氣體。
容器2例如由不鏽鋼(SUS306或SUS316)等形成，可將容器內部設為密閉空間。再者，2a係由科伐合金玻璃等透明構件形成之窗部，且設為一面維持容器2內之密封狀態，一面作業人員可直接目視確認容器2內之情況。於容器2設置有氫系氣體導入路徑16，氫系氣體自該氫系氣體導入路徑16經由調整泵17a、17b導入至容器內部。其後，容器2藉由調整泵17a、17b停止自氫系氣體導入路徑16導入氫系氣體，於容器內部貯存固定量之氫系氣體。再者，19係乾式真空泵，可視需要將容器2內之氣體經由排氣路徑18及調整泵17c排出至容器2外，進行真空排氣或壓力調整等。
於容器2，在內部之特定位置設置有複數個溫度測定部11a、11b、12a、12b、12c。於該實施形態之情形時，溫度測定部11a、11b沿著容器2之內壁而設置，可測定該內壁之溫度。其他溫度測定部12a、12b、12c設置於發熱構造體3中保持發熱體5之保持器4，可測定該保持器4中之溫度。再者，溫度測定部12a、12b、12c係各自長度不同，例如可測定保持器4中靠近發熱體5之下段、與發熱體5遠離之上段、以及位於下段及上段之中間之中段的各部位之溫度。
於保持器4，在配置有發熱體5之區域內部具備內置有熱電偶之加熱器(下述)。加熱器經由配線10a、10b連接於外部之加熱電源13，可將發熱體5加熱至特定溫度，並且藉由熱電偶進行溫度測定。14係設置於配線10a、10b之電流電壓計，可測定於將加熱器加熱時對該加熱器施加之輸入電流、輸入電力。藉由加熱器將發熱體5加熱時之加熱溫度因構成發熱體5之氫吸藏金屬之種類而不同，但較理想為至少300℃以上，較佳為500℃以上，進而較佳為600℃以上。
(2)發熱構造體之構成 其次，對發熱構造體3進行說明。如圖2所示，發熱構造體3具有如下構成：具有包含一對保持器半體4a、4b之保持器4，且藉由保持器半體4a、4b將發熱體5、基板7及加熱器6夾入。加熱器6例如為板狀之陶瓷加熱器，且外輪廓形成為四邊形。連接於加熱器6之複數條配線10a、10b(於圖1中示出2條，於圖2中示出4條)配置於形成於保持器半體4a、4b之槽部(未圖示)內，而由保持器半體4a、4b夾入。
於加熱器6，在內部設置有熱電偶(未圖示)，可藉由該熱電偶測定溫度。加熱器6係於對向之平面分別設置有例如由SiO2 等形成之基板7，進而，於該等基板7表面分別設置有板狀之發熱體5。藉此，發熱構造體3具有加熱器6由發熱體5介隔基板7夾入之構成。再者，基板7及發熱體5形成為與加熱器6之外輪廓相同之外輪廓，且於使基板7及發熱體5與加熱器6重合時，加熱器6、基板7及發熱體5之外輪廓能夠一致地一體化。
一保持器半體4a藉由陶瓷形成為長方形狀，且於特定位置形成有開口部9a。於一保持器半體4a，在開口部9a配置發熱體5，使該發熱體5自該開口部9a之區域露出。另一保持器半體4b係與一保持器半體4a同樣地藉由陶瓷形成為長方形狀。於另一保持器半體4b，於與一保持器半體4a重疊地一體化時，於與一保持器半體4a之開口部9a重疊之位置設置有開口部9b。
於另一保持器半體4b，在與一保持器半體4a抵接之抵接面9d之開口部9b周緣設置有階差部9c。發熱體5、基板7及加熱器6嵌入於階差部9c中而定位。藉此，於另一保持器半體4b，藉由在階差部9c嵌入發熱體5，而於開口部9b配置發熱體5，從而該發熱體5自該開口部9b之區域露出。嵌入於階差部9c之發熱體5、基板7及加熱器6於使保持器半體4a、4b彼此重合時，被一保持器半體4a中之開口部9a周緣之抵接面擋住而收容於該階差部9c內，從而內置於保持器4。
(3)關於發熱體 其次，對發熱體5進行說明。如圖3A所示，發熱體5具有如下構成，即，該構成具有包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金或質子導電體之台座22，且於台座22之表面設置有多層膜25。台座22係於表面成膜有多層膜25，可支持該多層膜25。作為成為台座22之氫吸藏金屬，可適用Ni、Pd、V、Nb、Ta、Ti，又，作為成為台座22之氫吸藏合金，可適用LaNi5 、CaCu5 、MgZn2 、ZrNi2 、ZrCr2 、TiFe、TiCo、Mg2 Ni、Mg2 Cu。作為質子導電體，例如可適用BaCeO3 系(例如Ba(Ce0.95 Y0.05 )O3-6 )、SrCeO3 系(例如Sr(Ce0.95 Y0.05 )O3-6 )、CaZrO3 系(例如CaZr0.95 Y0.05 O3 - α )、SrZrO3 系(例如SrZr0.9 Y0.1 O3- α )、βAl2 O3 、βGa2 O3 。
多層膜25係交替地積層有包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金之第1層23、及包含與第1層23不同之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷之第2層24，且可於第1層23與第2層24之間形成異種物質界面。例如，作為第1層23，較理想為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、及該等之合金中之任一者。作為第1層23之合金，亦可為使添加元素添加於Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co所得之合金，但期待尤佳為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co中之2種以上之合金。
第2層24較理想為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、該等之合金、及SiC中之任一者。作為第2層24之合金，亦可為使添加元素添加於Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co所得之合金，但期待尤佳為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co中之2種以上之合金。
尤其，作為第1層23與第2層24之組合，若將元素之種類表示為「第1層23-第2層24(第2層24-第1層23)」，則較理想為Pd-Ni、Ni-Cu、Ni-Cr、Ni-Fe、Ni-Mg、Ni-Co。又，於將第2層24設為陶瓷時，「第1層23-第2層24」較理想為Ni-SiC。再者，此處對包含第1層23及第2層24之多層膜25進行說明，進而，關於設置有第3層及第4層之其他形態之多層膜，將於下文進行敍述。
第1層23及第2層24較理想為維持不呈現塊狀之特性之奈米構造，故而第1層23及第2層24之厚度較理想為未達1000 nm。進而，為了維持完全不呈現塊狀之特性之奈米構造，第1層23及第2層24之厚度更理想為未達500 nm。
發熱體5係藉由設為第1層23及第2層24以奈米尺寸(未達1000 nm)之膜厚而成且將該等第1層23及第2層24交替地成膜所得之構成，而如圖3A所示，使氫(氫原子)透過第1層23及第2層24間之各異種物質界面26。此處，圖3B係表示如下情況之概略圖，即，於使例如包含面心立方結構之氫吸藏金屬之第1層23及第2層24吸藏氫後，將第1層23及第2層24加熱時，第1層23中之金屬網格中之氫透過異種物質界面26移動至第2層24之金屬網格中。
於發熱體5中，藉由將氫系氣體導入至容器內部，而利用多層膜25及台座22吸藏氫(氘或氕)。於發熱體5中，即便停止將氫系氣體導入至容器內部，亦可維持由多層膜25及台座22吸藏有氫之狀態。於發熱體5中，若開始藉由加熱器6進行加熱，則吸藏於多層膜25及台座22之氫被釋出，且於多層膜25內一面跳躍一面量子擴散。
可知氫較輕，且於某物質A及物質B之氫所占之位置(八面體或四面體位置)一面跳躍一面量子擴散。於發熱體5中，藉由真空狀態下利用加熱器6進行加熱，氫藉由量子擴散而透過第1層23及第2層24間之異種物質界面26，或者氫於異種物質界面26擴散，從而可產生加熱溫度以上之過量熱。於第1層23及第2層24間，較理想為製造時第1層23及第2層24在真空狀態下連續地成膜，不形成自然氧化膜而僅形成異種物質界面26。
於該實施形態中，對於設置複數層第1層23及第2層24並使該等第1層23及第2層24交替地積層而具有2個以上之異種物質界面26之情形進行了敍述，但本發明並不限於此，只要將第1層23及第2層24至少逐層地設置而具有1個以上之異種物質界面26即可。
能夠以如下方式製造圖3A及圖3B所示之發熱體5。首先，於預備板狀之台座22後，使用蒸鍍裝置，將成為第1層23或第2層24之氫吸藏金屬或氫吸藏合金設為氣相狀態，藉由凝集或吸附將第1層23及第2層24交替地成膜於台座22上。藉此，可製造發熱體5。再者，較佳為於台座22之表面例如藉由化學蝕刻而形成凹凸。
作為成膜第1層23及第2層24之蒸鍍裝置，可適用藉由物理方法使氫吸藏金屬或氫吸藏合金蒸鍍之物理蒸鍍裝置。作為物理蒸鍍裝置，較佳為藉由濺鍍使氫吸藏金屬或氫吸藏合金沈積於台座22上之濺鍍裝置、或真空蒸鍍裝置、CVD(Chemical Vapor Deposition，化學氣相沈積)裝置。又，亦可藉由電鍍法使氫吸藏金屬或氫吸藏合金於台座22上析出，交替地成膜第1層23及第2層24。
(4)驗證試驗 (4-1)成為比較例之Ni板 製作圖1所示之發熱裝置1，對於發熱體5中是否產生加熱溫度以上之過量熱進行驗證試驗。此處，首先，為了進行發熱體5中之過量熱之評價，僅使用Ni板代替發熱體5，分析加熱器6之輸入電力與發熱溫度之關係。具體而言，一面設為圖2所示之構成，一面使用Ni板(亦稱為Ni單體)代替發熱體5，於加熱器6之兩面分別介隔以SiO2 而成之基板7設置Ni板，並藉由陶瓷之保持器半體4a、4b夾著該等Ni板，製作Ni板構造體。
加熱器6使用阪口電熱股份有限公司製造之熱電偶內置型(對應於1000℃ 25 mm見方)微型陶瓷加熱器(MS-1000R)。基板7之厚度為0.3 mm，設置於加熱器6之表面。進而，Ni板設置於基板7之表面。Ni板係對應於加熱器6之外輪廓而形成，且設為縱橫25 mm、厚度0.1 mm。
如圖1所示，於包含不鏽鋼之容器2內，設置上述Ni板構造體代替發熱構造體3，不將氫系氣體導入至容器內部，而於密閉空間之容器2內藉由加熱器6加熱Ni板。此時，藉由加熱器6內之熱電偶測定溫度。繼而，如圖4所示，藉由最小平方法製作表示藉由加熱器6對不具有多層膜之單純之Ni板加熱時設定之加熱器6之輸入電力(W)與該輸入電力時之Ni板之溫度(即加熱器溫度(℃))的關係之校準曲線。於圖4中，Y表示代表校準曲線之函數，M0表示常數項，M1表示1次之係數，M2表示2次之係數，R表示相關係數。
(4-2)以含有Pd之第1層及含有Ni之第2層而成之多層膜(實施例1) 繼而，如圖5所示，將含有Pd之第1層27a、及含有Ni之第2層27b交替地積層於含有Ni之台座22a上，製作具有多層膜25c之發熱體5c。繼而，使用該發熱體5c，製作圖2所示之發熱構造體3。繼而，如圖1所示，將該發熱構造體3設置於容器2內，分析有無發現過量熱。
發熱體5c係以如下方式製作。首先，預備以縱橫25 mm、厚度0.1 mm而成之Ni之台座22a。於濺鍍裝置內部設置台座22a，使用Ar氣體及Pd之靶成膜Pd之第1層27a。又，Ni之第2層27b係於濺鍍裝置中使用Ar氣體、及Ni之靶而成膜。再者，濺鍍裝置係使用Mirrortron公司製造之離子源製作而成者。
於首先在台座22a上成膜第1層27a之後，在第1層27a上成膜第2層27b。第1層27a設為6層，第2層27b設為5層，交替地成膜第1層27a及第2層27b。第1層27a之厚度設為2 nm，第2層27b之厚度設為20 nm。第1層27a及第2層27b係於濺鍍裝置中維持著真空狀態連續地成膜。藉此，於第1層27a及第2層27b間，不分別形成自然氧化膜地製成異種物質界面。
繼而，於在容器內部設置有發熱體5c之發熱裝置1中，如圖6所示，進行氫之吸藏、及加熱器6之加熱。具體而言，首先，藉由加熱器6加熱容器內部，以200℃以上烘烤36小時左右，對發熱體5c表面將水等去除。繼而，於停止加熱器6之加熱之後，以250 Pa左右將天然氫氣(沼田氧氣公司製造、等級2、純度99.999 vol%以上)導入至容器內部，使發熱體5c吸藏氫64小時左右。
繼而，於停止對容器內部導入天然氫氣之後，以輸入電力20 W開始加熱器6之加熱，並且開始抽真空，測定加熱器6之加熱時之溫度(圖5中之「熱計測」)。再者，溫度之計測係藉由內置於加熱器6之熱電偶而進行。以此方式，反覆進行將天然氫氣導入至容器內部使發熱體5c吸藏氫之氫吸藏步驟、及藉由加熱器6於真空狀態下將發熱體5c加熱之加熱步驟。繼而，藉由內置於加熱器6之熱電偶，測定加熱步驟時之溫度。
如圖6所示，加熱器6之輸入電力於烘烤時設為1 W，其後，隔開氫吸藏步驟設為20 W、20 W、10 W、10 W、16 W、5 W、24 W、25 W、20 W。繼而，測定以各輸入電力進行加熱之加熱步驟時之發熱體5c的溫度。
將加熱器6之輸入電力、及測定所得之溫度與圖4所示之空白進樣(Ni單體)之校準曲線進行比較，運算較圖4中之輸入電力時之熱過剩地產生之熱(過量熱)。具體而言，首先，記錄將發熱體5c加熱時加熱器6中設定之輸入電力，藉由設置於加熱器6之熱電偶測定此時之發熱體5c之溫度(以下將測定所得之發熱體之溫度稱為測定溫度)。繼而，根據圖4所示之空白進樣(Ni單體)之校準曲線，求出對應於測定溫度之電力(以下稱為換算電力)。
繼而，運算所求出之換算電力與將發熱體5c加熱時之輸入電力之差值，將該差值設為過量熱之電力。其結果，獲得圖7A所示之結果。再者，於圖7A中，未示出將加熱器6之輸入電力設為5 W時之過量熱之電力。
於圖7A中，將經過時間示於橫軸，將過量熱之電力示於縱軸。根據圖7A，可確認於設置有多層膜25c之發熱體5c中，相較於Ni板時溫度上升，產生加熱溫度以上之過量熱。例如，將加熱器6之輸入電力設為25 W，將發熱體5c加熱時之過量熱之電力為圖7A之「EX1」。可確認於將加熱器6之輸入電力設為25 W時，產生3 W以上且4 W以下之過量熱。
又，對過量熱之溫度依存性進行分析，獲得圖7B及圖8所示之結果。於圖7B及圖8中，將由內置於加熱器6之熱電偶測定所得之溫度(測定溫度)示於橫軸，將過量熱之電力示於縱軸。圖8係改變圖7B之橫軸提取一部分資料所得者。根據圖7B及圖8，可確認過量熱與溫度存在正相關性。
(5)作用及效果 於以上構成中，在發熱裝置1中，將具備包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體之台座22、及設置於台座22之表面之多層膜25之發熱體5設置於容器內部。又，於發熱體5，設置有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000 nm而成之層狀之第1層23、及包含與第1層23為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷且厚度未達1000 nm而成之層狀之第2層24所成的多層膜25。
於發熱裝置1中，將氫系氣體自氫系氣體導入路徑16導入至容器內部，使發熱體5吸藏氫，其後，藉由加熱器6將發熱體5加熱，並且進行抽真空。藉此，於發熱裝置1中，氫藉由量子擴散而透過第1層23及第2層24間之異種物質界面26，藉此可產生加熱溫度以上之過量熱(圖7A、圖7B、及圖8)。如此，發熱裝置1藉由使氫透過多層膜25之第1層23及第2層24而可產生過量熱。
(6)其他實施形態之多層膜 於上述實施形態中，設為將包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金之第1層23成膜於台座22之表面，且將包含與第1層23為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷之第2層24成膜於第1層23上的構成，但本發明並不限於此，亦可將第1層23及第2層24相反地積層。即，亦可設為將包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷之第2層24成膜於台座22之表面，且將包含與第2層24為異種之氫吸藏金屬或氫吸藏合金之第1層23成膜於第2層24上的構成。
(6-1)關於設置有第3層之發熱體 又，於上述「(3)關於發熱體」中，對交替地積層第1層23及第2層24所得之多層膜25進行了說明，但本發明並不限於此，亦可設為如圖9A所示除積層第1層23及第2層24以外，而且積層包含與該等第1層23及第2層24為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷之層狀之第3層24a所得的多層膜。作為第3層24a，較理想為與第1層23及第2層24同樣地厚度未達1000 nm而成。
設置有此種第3層24a之發熱體5f具有如下之構成，該構成係設為於台座22上以第1層23、第2層24、第1層23、及第3層24a之順序積層且於第2層24及第3層24a間介置有第1層23之積層構成，且反覆設置該4層之積層構成。於此種構成中，亦可藉由氫利用量子擴散透過第1層23及第2層24間之異種物質界面、或第1層23及第3層24a間之異種物質界面，而產生加熱溫度以上之過量熱。
例如，作為第3層24a，較理想為Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、該等之合金、SiC、CaO、Y2 O3 、及TiC中之任一者。作為第3層24a之合金，亦可為使添加元素添加於Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co所得之合金，但期待尤佳為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、及Co中之2種以上之合金。於設置有包含該等中之CaO、Y2 O3 、及TiC之任一者之第3層24a的情形時，發熱體5f中之氫之吸藏量增加，可增加透過異種物質界面之氫量，從而可與此相對應地產生較高之過量熱。
但是，由於CaO、Y2 O3 、TiC難以透過氫，故而較理想為將包含該等CaO、Y2 O3 、TiC中之任一者之第3層24a之厚度設為未達1000 nm、尤其設為10 nm以下而極薄地形成。包含CaO、Y2 O3 、及TiC中之任一者之第3層24a亦可不形成為完全之膜狀，而形成為島嶼分佈狀。又，較理想為第1層23及第3層24a亦維持著真空狀態連續地成膜，且於第1層23及第3層24a間不形成自然氧化膜而製成異種物質界面。
再者，作為設置有第3層24a之發熱體5f，亦可為如下之構成，該構成係設為改變圖9A之第2層24及第3層24a之順序等而以任意順序積層第2層24及第3層24a且於第2層24及第3層24a間介置有第1層23之積層構成，且反覆設置該4層之積層構成。又，第3層24a係於發熱體形成有1層以上即可。
尤其，作為第1層23、第2層24及第3層24a之組合，若將元素之種類表示為「第1層-第3層-第2層」，則較理想為Pd-CaO-Ni、Pd-Y2 O3 -Ni、Pd-TiC-Ni、Ni-CaO-Cu、Ni-Y2 O3 -Cu、Ni-TiC-Cu、Ni-CaO-Cr、Ni-Y2 O3 -Cr、Ni-TiC-Cr、Ni-CaO-Fe、Ni-Y2 O3 -Fe、Ni-TiC-Fe、Ni-CaO-Mg、Ni-Y2 O3 -Mg、Ni-TiC-Mg、Ni-CaO-Co、Ni-Y2 O3 -Co、Ni-TiC-Co、Ni-Cr-Fe、Ni-CaO-SiC、Ni-Y2 O3 -SiC、Ni-TiC-SiC。
(6-2)關於設置有第3層及第4層之發熱體 又，作為另一多層膜，亦可設為如圖9B所示般除積層第1層23、第2層24及第3層24a以外，進而積層包含與第1層23、第2層24及第3層24a為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷之層狀之第4層24b所形成的構成。第4層24b較理想為與第1層23或第2層24、第3層24a同樣地厚度未達1000 nm而成。
例如，作為第4層24b，亦可為Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、該等之合金、SiC、CaO、Y2 O3 、及TiC中之任一者。作為第4層24b之合金，亦可為使添加元素添加於Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co所得之合金，但期待尤佳為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、及Co中之2種以上之合金。
設置有第4層24b之發熱體5g較理想為如下之構成，該構成係設為以任意順序積層第2層24、第3層24a、第4層24b且於該等第2層24、第3層24a、第4層24b之各者之間設置有第1層23之積層構成，且反覆設置該6層之積層構成。即，較理想為圖9B所示之以第1層23、第2層24、第1層23、第3層24a、第1層23、第4層24b之順序積層所得的發熱體、或除此以外之未圖示之以第1層23、第4層24b、第1層23、第3層24a、第1層23、第2層24之順序等積層所得的發熱體。又，第4層24b係於發熱體形成1層以上即可。
尤其，作為第1層23、第2層24、第3層24a、及第4層24b之組合，若將元素之種類表示為「第1層-第4層-第3層-第2層」，則較理想為Ni-CaO-Cr-Fe、Ni-Y2 O3 -Cr-Fe、Ni-TiC-Cr-Fe。
於設置有包含CaO、Y2 O3 、及TiC中之任一者之第4層24b之情形時，發熱體5g中之氫之吸藏量增加，從而可增加透過異種物質界面之氫之量，與此相對應地可獲得較高之過量熱。較理想為將包含該等CaO、Y2 O3 、及TiC中之任一者之第4層24b之厚度設為未達1000 nm、尤其設為10 nm以下而極薄地形成。包含CaO、Y2 O3 、及TiC中之任一者之第4層24b亦可不形成為完全之膜狀，而形成為島嶼分佈狀。又，第1層23及第4層24b亦較佳為維持著真空狀態連續地成膜，於第1層23及第4層24b間不形成自然氧化膜而製成異種物質界面。
(7)使用其他構成之多層膜之驗證試驗 此處，製作具備各種構成之多層膜之發熱體，且與上述「(4)驗證試驗」同樣地，於圖1所示之發熱裝置1中，對於是否產生加熱溫度以上之過量熱進行驗證試驗。
(7-1)含有Pd之第1層厚於含有Ni之第2層之多層膜(實施例2) 如圖10A所示，將含有Pd之第1層27a、及含有Ni之第2層27b交替地積層於含有Ni之台座22a上，製作具有多層膜25a之發熱體5a(以下亦稱為實施例2)。於上述圖5所示之發熱體5c，將第1層27a成膜為薄於第2層27b，但於圖10A所示之發熱體5a中，將第1層27a成膜為厚於第2層27b。
繼而，使用該發熱體5a，製作圖2所示之發熱構造體3。繼而，如圖1所示，將該發熱構造體3設置於容器2內，分析有無發現過量熱。發熱體5a係以如下方式製作。首先，預備以縱橫25 mm、厚度0.1 mm而成之Ni之台座22a，將該台座22a設置於上述濺鍍裝置內部。於濺鍍裝置中，使用Ar氣體及Pd之靶，成膜Pd之第1層27a，並使用Ar氣體及Ni之靶，成膜Ni之第2層27b。
於首先在台座22a上成膜第1層27a之後，於第1層27a上成膜第2層27b。第1層27a設為6層，第2層27b設為5層，將第1層27a及第2層27b交替地成膜。第1層27a之厚度設為20 nm，第2層27b之厚度設為2 nm。第1層27a及第2層27b於濺鍍裝置中維持著真空狀態連續地成膜。藉此，於第1層27a及第2層27b間，不分別形成自然氧化膜而製成異種物質界面。
於在容器內部設置有發熱體5a之發熱裝置1中，與上述「(4-2)以含有Pd之第1層及含有Ni之第2層而成之多層膜(實施例1)」同樣地，如圖6所示，進行氫之吸藏、及加熱器6之加熱。而且，依照圖6，一面反覆進行將天然氫氣導入至容器內部使發熱體5a吸藏氫之氫吸藏步驟、及改變加熱器6之輸入電力藉由加熱器6於真空狀態下將發熱體5a加熱之加熱步驟，一面記錄加熱步驟時設定之輸入電力，測定此時之溫度。再者，對於該驗證試驗中之詳細之條件，與「(4)驗證試驗」相同，此處說明重複，故而以下省略其說明。
根據圖4所示之空白進樣(Ni單體)之校準曲線，求出對應於發熱體5a之測定溫度之換算電壓，運算該求出之換算電力與將發熱體5a加熱時之輸入電力之差值，將該差值設為過量熱之電力(W)。其結果，獲得圖10B所示之結果。
將圖10B中之縱軸表示為過量熱之電力(W)。根據圖10B，可確認即便設置使含有Pd之第1層厚於含有Ni之第2層所得之多層膜25a，亦相較Ni板時溫度上升，產生加熱溫度以上之過量熱。又，根據圖10B，可確認過量熱與溫度存在正相關性。
(7-2)以含有Pd之第1層、含有Ni之第2層、含有CaO之第3層而成之多層膜(實施例3) 如圖11A所示，將含有Pd之第1層27a、含有Ni之第2層27b、含有CaO之第3層27c積層於含有Ni之台座22a上，製作具有多層膜25b之發熱體5b。使用該發熱體5b，製作圖2所示之發熱構造體3。繼而，如圖1所示，將該發熱構造體3設置於容器2內，分析有無發現過量熱。
發熱體5b係以如下方式製作。首先，預備以縱橫25 mm、厚度0.1 mm而成之Ni之台座22a，將該台座22a設置於上述濺鍍裝置內部。於濺鍍裝置中，使用Ar氣體及Pd之靶，成膜Pd之第1層27a，使用Ar氣體及Ni之靶，成膜Ni之第2層27b，使用Ar氣體及CaO之靶，成膜CaO之第3層27c。
於首先在台座22a上成膜第1層27a之後，於第1層27a上成膜CaO之第3層27c，於第3層27c上再次成膜第1層27a，進而，於該第1層27a上成膜Ni之第2層27b。繼而，於第2層27b上再次成膜第1層27a，以第1層27a、第3層27c、第1層27a及第2層27b之順序積層，從而製造多層膜25b。第1層27a設為12層，第3層27c設為6層，第2層27b設為5層。第1層27a之厚度設為9 nm，第2層27b及第3層27c之厚度設為2 nm。
此處，CaO係非金屬材料，不使氫透過。因此，將含有CaO之第3層27c之厚度設為2 nm而極薄地形成，將CaO不形成為完全之膜狀而形成為島嶼分佈狀。第1層27a、第3層27c及第2層27b於濺鍍裝置中維持著真空狀態連續地成膜。藉此，於第1層27a及第3層27c間、第1層27a及第2層27b間，不分別形成自然氧化膜地製成異種物質界面。
於在容器內部設置有發熱體5b之發熱裝置1中，與上述同樣地如圖6所示，進行氫之吸藏、及加熱器6之加熱。而且，依照圖6，一面反覆進行將天然氫氣導入至容器內部使發熱體5b吸藏氫之氫吸藏步驟、及改變加熱器6之輸入電力藉由加熱器6於真空狀態下將發熱體5b加熱之加熱步驟，一面記錄加熱步驟時設定之輸入電力，並測定此時之溫度。
根據圖4所示之空白進樣(Ni單體)之校準曲線，求出對應於發熱體5b之測定溫度之換算電壓，並運算該求出之換算電力與將發熱體5b加熱時之輸入電力之差值，將該差值設為過量熱之電力(W)。其結果，獲得圖11B所示之結果。
根據圖11B，可確認即便在設置有CaO之第3層27c之多層膜25b中，亦相較於Ni板溫度上升，產生加熱溫度以上之過量熱。又，確認到於設置有CaO之第3層27c之多層膜25b中，過量熱之電力高於僅使用Pd及Ni之實施例1或實施例2。於設置有CaO之第3層27c之多層膜25b中，氫之吸藏量增加，透過異種物質界面之氫量增加，故而過量熱之電力變高。又，根據圖11B，可確認過量熱與溫度存在正相關性。
(7-3)以含有Cu之第1層、及含有Ni之第2層而成之多層膜(實施例4) 如圖12A所示，將含有Cu之第1層27d、及含有Ni之第2層27b積層於含有Ni之台座22a上，製作具有多層膜25d之發熱體5d。使用該發熱體5d，製作圖2所示之發熱構造體3。繼而，如圖1所示，將該發熱構造體3設置於容器2內，分析有無發現過量熱。
發熱體5d係以如下方式製作。首先，預備以縱橫25 mm、厚度0.1 mm而成之Ni之台座22a，將該台座22a設置於上述濺鍍裝置內部。於濺鍍裝置中，使用Ar氣體及Cu之靶，成膜Cu之第1層27d，並使用Ar氣體及Ni之靶，成膜Ni之第2層27b。
於首先在台座22a上成膜第1層27d之後，於第1層27d上成膜第2層27b。繼而，將第1層27d及第2層27b交替地成膜，製造多層膜25d。第1層27d設為5層，第2層27b設為5層。第1層27d之厚度設為2 nm，第2層27b之厚度設為14 nm。第1層27d及第2層27b於濺鍍裝置中維持著真空狀態連續地成膜。藉此，於第1層27d及第2層27b間，不分別形成自然氧化膜地製成異種物質界面。
於在容器內部設置有發熱體5d之發熱裝置1中，與上述同樣地如圖6所示，進行氫之吸藏、及加熱器6之加熱。而且，依照圖6，一面反覆進行將天然氫氣導入至容器內部使發熱體5d吸藏氫之氫吸藏步驟、及改變加熱器6之輸入電力藉由加熱器6於真空狀態下將發熱體5d加熱之加熱步驟，一面記錄加熱步驟時設定之輸入電力，測定此時之溫度。但是，該實施例4中製成之試樣因於室溫下不吸藏氫，故而於氫吸藏步驟時，藉由加熱器6以200～300℃左右進行加熱，吸藏氫。
根據圖4所示之空白進樣(Ni單體)之校準曲線，求出對應於發熱體5d之測定溫度之換算電壓，運算該求出之換算電力與將發熱體5b加熱時之輸入電力之差值，將該差值設為過量熱之電力(W)。其結果，獲得圖12B所示之結果。根據圖12B，可確認即便於以Cu之第1層及Ni之第2層而成之多層膜25d中，亦相較於Ni板溫度上升，產生加熱溫度以上之過量熱。又，圖12B，可確認過量熱與溫度存在正相關性。
再者，於圖4所示之校準曲線中，未示出300℃以下之資料，但於實施例4中，基於圖4求出300℃以下之校準曲線，據此，求出過量熱之電力(W)，獲得圖12B所示之結果。
(7-4)以含有Ni之第1層、含有Cu之第2層、含有CaO之第3層而成之多層膜(實施例5) 如圖13A所示，將含有Ni之第1層27e、含有Cu之第2層27f、含有CaO之第3層27c積層於含有Ni之台座22a上，製作具有多層膜25e之發熱體5e。使用該發熱體5e，製作圖2所示之發熱構造體3。繼而，如圖1所示，將該發熱構造體3設置於容器2內，分析有無發現過量熱。
發熱體5e係以如下方式製作。首先，預備以縱橫25 mm、厚度0.1 mm而成之Ni之台座22a，並將該台座22a設置於上述濺鍍裝置內部。於濺鍍裝置中，使用Ar氣體、及Ni之靶成膜Ni之第1層27e，使用Ar氣體、及Cu之靶成膜Cu之第2層27f，使用Ar氣體、CaO之靶成膜CaO之第3層27c。
於首先在台座22a上成膜第1層27e之後，於第1層27e上成膜CaO之第3層27c，於第3層27c上再次成膜第1層27e，進而，於該第1層27e上成膜Cu之第2層27f。繼而，於第2層27f上再次成膜第1層27e，以第1層27e、第3層27c、第1層27e及第2層27f之順序積層，製造多層膜25e。第1層27e設為12層，第3層27c設為6層，第2層27f設為5層。第1層27e之厚度設為7 nm，第2層27f及第3層27c之厚度設為2 nm。
與上述實施例3同樣地，將含有CaO之第3層27c之厚度設為2 nm而極薄地形成，將CaO不形成為完全之膜狀，而形成為島嶼分佈狀。第1層27e、第3層27c及第2層27f於濺鍍裝置中維持著真空狀態連續地成膜。藉此，於第1層27e及第3層27c間、第1層27e及第2層27f間，不分別形成自然氧化膜而製成異種物質界面。
於在容器內部設置有發熱體5e之發熱裝置1中，與上述同樣地，如圖6所示般，進行氫之吸藏、及加熱器6之加熱。而且，依照圖6，一面反覆進行將天然氫氣導入至容器內部而使發熱體5e吸藏氫之氫吸藏步驟、及改變加熱器6之輸入電力藉由加熱器6於真空狀態下對發熱體5e加熱之加熱步驟，一面記錄於加熱步驟時設定之輸入電力，並測定此時之溫度。但是於該實施例5中，在氫吸藏步驟時，藉由加熱器6以200～300℃左右進行加熱，吸藏氫。
根據圖4所示之空白進樣(Ni單體)之校準曲線，求出對應於發熱體5e之測定溫度之換算電壓，運算該求出之換算電力與對發熱體5e加熱時之輸入電力之差值，將該差值設為過量熱之電力(W)。其結果，獲得如圖13B所示之結果。
根據圖13B，可確認即便在此種多層膜25e中，亦相較於Ni板溫度上升，而產生加熱溫度以上之過量熱。又，確認到於設置有CaO之第3層27c之多層膜25b中，過量熱之電力高於僅使用Ni及Cu之實施例4。於設置有CaO之第3層27c之多層膜25e中，氫之吸藏量增加，而透過異種物質界面之氫之量增加，故而過量熱之電力變高。又，根據圖13B，可確認過量熱與溫度存在正相關性。
(7-5)實施例1～5之比較 圖14係將表示實施例1之過量熱之圖8、表示實施例2之過量熱之圖10B、表示實施例3之過量熱之圖11B、表示實施例4之過量熱之圖12B、及表示實施例5之過量熱之圖13B總結所得之圖表。於圖14中，基於各層之厚度，將實施例1記為「Ni0.9 Pd0.1 」，將實施例2記為「Ni0.1 Pd0.9 」，將實施例3記為「Ni0.1 Pd(CaO)0.9 」，將實施例4記為「Ni0.875 Cu0.125 」，將實施例5記為「Ni0.875 (CaO)Cu0.125 」。
根據圖14，可確認設置有CaO之第3層27c之實施例3、5之過量熱大於不含有CaO之其他實施例1、2、4。又，根據圖14，可確認於實施例2、4、5之一部分，在加熱器6之加熱溫度較低時亦存在不產生過量熱之時，但藉由提高加熱器6之加熱溫度，而產生過量熱。
(8)關於透過型之發熱裝置 (8-1)透過型之發熱裝置之整體構成 其次，以下對其他實施形態中之透過型之發熱裝置進行說明。如圖15所示，發熱裝置31具備在容器內部設置有發熱體38之容器37、及在內部收容有該容器37之熱回收容器32。於熱回收容器32，設置有回收口33a及導入口33b，且設置有將該等回收口33a與導入口33b連通之循環路徑33。循環路徑33藉由未圖示之循環裝置，將熱回收容器32內之流體自回收口33a回收使之通過循環路徑33內並自導入口33b再次導入至熱回收容器32內。熱回收容器32內之流體例如為水等，藉由自容器37產生之熱而進行加熱。
循環路徑33具有設置有熱電轉換機34之構成，藉由熱電轉換機34使於熱回收容器32內已加熱之流體之熱進行熱電轉換。再者，熱電轉換機34具有如下構成：沿著循環路徑33之管外周具有鄰接之n型半導體36a及p型半導體36b藉由電極36c連接所得之熱電轉換元件36，且以包圍熱電轉換元件36之方式設置有冷卻體35。熱電轉換機34可利用席貝克效應藉由熱電轉換元件36將流體之熱轉換為電。
於發熱裝置31，在容器37內設置有複數個發熱體38，於該發熱體38設置有加熱器39。發熱裝置31係藉由一面使導入至容器37內之氫系氣體透過發熱體38(下述)內一面利用加熱器(未圖示)對發熱體38加熱而於該發熱體38產生加熱溫度以上之過量熱者。作為導入至容器37之容器內部之氫系氣體，可應用氘氣及/或天然氫氣。
容器37例如由不鏽鋼(SUS306或SUS316)等形成，可將容器內部設為密閉空間。於容器37，設置有回收口37b及導入口37c，且設置有將該等回收口37b與導入口37c連通之氫系氣體循環路徑37a。氫系氣體循環路徑37a藉由循環泵46，將容器37內之氫系氣體自回收口37b導引至氫系氣體循環路徑37a內，並將氫系氣體經由貯液槽45及循環泵46自導入口37c再次導入至容器37內。
於該實施形態之情形時，在容器內部設置有具有同一構成之3個發熱體38。於圖15中，對於3個發熱體38中之1個發熱體38表示剖面構成。發熱體38形成為有底之筒狀，且於內部形成有中空部40。發熱體38係於外周面捲繞有加熱器39，而可藉由該加熱器39進行加熱。於發熱體38，在一端設置有與中空部40連通之透過氣體回收路徑42。
透過氣體回收路徑42之一端連接於各發熱體38，與各發熱體38之中空部40連通，另一端連接於貯液槽45。又，於透過氣體回收路徑42設置有真空泵43及升壓泵44。藉此，透過氣體回收路徑42藉由真空泵43抽吸各發熱體38之中空部40內之氣體，並藉由升壓泵44將該氣體輸送至貯液槽45。藉此，容器37內之氫系氣體透過發熱體38之外周面被導引至發熱體38內之中空部40，並自中空部40經由透過氣體回收路徑42回收至貯液槽45，然後再次返回至容器37內。
如此，於發熱裝置31中，在使氫系氣體於氫系氣體循環路徑37a循環時，亦將氫系氣體導引至發熱體38內之中空部40，而一面藉由發熱體38而吸藏氫，一面使氫系氣體於透過氣體回收路徑42循環。繼而，藉由在發熱裝置31中，一面使氫系氣體透過發熱體38(下述)內，一面利用加熱器39對發熱體38加熱，可於該發熱體38產生加熱溫度以上之過量熱。
(8-2)透過型之發熱體之構成 如圖16A及圖16B所示，發熱體38形成為有底之筒狀，且包含在內部具有由內周面51a包圍之中空部40之台座51、及設置於台座51之表面51b之多層膜52。台座51包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體且形成為多孔質狀。台座51由於具有能夠以表面支持多層膜52之機械強度並且為多孔質狀，故而可使透過多層膜52之氫系氣體透過至中空部40。
再者，於圖16A及圖16B中，設為有底圓筒狀之台座51，但亦可為有底角形筒狀、有底多邊形筒狀等台座。又，亦可設為網狀之台座，藉由使用多孔質狀之台座51，可使氫相對於台座51內部確實地透過，從而促進台座51中之氫之吸藏。
多層膜52包含與上述多層膜25同樣之構成。例如，如圖17所示，多層膜52可交替地積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金之第1層23、及包含與第1層23不同之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷之第2層24而於第1層23與第2層24之間形成異種物質界面26。例如，作為第1層23，較理想為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、及該等之合金中之任一者。第2層24較理想為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、該等之合金、及SiC中之任一者。第1層23及第2層24之厚度未達1000 nm，而多層膜52之厚度較薄，故而氫系氣體可透過多層膜52。
關於第1層23及第2層24，由於與上述「(3)關於發熱體」相同，故而此處省略詳細之說明。又，關於其他實施形態之多層膜，亦可為除積層第1層及第2層以外還積層第3層所得之多層膜、或除積層第1層、第2層及第3層以外還積層第4層所得之多層膜，此外，由於與上述「(6)其他實施形態之多層膜」相同，故而此處省略詳細之說明。
(8-3)作用及效果 於以上構成中，在發熱裝置31中，將具備包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體且於內部具有中空部40之台座51、及設置於該台座51之表面51b之多層膜52的發熱體38設置於容器內部。於發熱體38中，設置有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000 nm而成之層狀之第1層23、及包含與第1層23為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000 nm而成之層狀之第2層24所得的多層膜52。
於發熱裝置31中，使容器內部之氫系氣體透過發熱體38內且將氫系氣體導引至發熱體38內之中空部40，而使發熱體38吸藏氫。又，於發熱裝置31中，一面使容器內部之氫系氣體透過發熱體38，一面藉由加熱器39對發熱體38加熱。藉此，於發熱裝置31中，氫藉由量子擴散透過第1層23及第2層24間之異種物質界面26，藉此可產生加熱溫度以上之過量熱。如此，發熱裝置31藉由使氫透過多層膜52之第1層23及第2層24，可產生過量熱。
(9)關於使用電解液之發熱裝置 圖18表示使用電解液70之發熱裝置61。發熱裝置61具有如下構成：具有在容器內部貯存有助於發熱之電解液70之容器62，且設置有發熱體60作為容器62之底部。於發熱裝置61，在電解液70內浸漬有電極69。發熱裝置61具備未圖示之電極控制部，藉由該電極控制部，將電解液70內之電極69設為陽極，將發熱體60設為陰極，而將電解液70電解，從而可產生氫。電解液70係例如使NaOH、CS NO3 等含有於重水及/或輕水所得者。
此處，容器62具備筒狀之壁部62a、及設置於壁部62a之下端之支持台62b。支持台62b例如形成為厚壁之筒狀，且具有如下構成：於自壁部62a之內周面突出之上部面具有間隔件62c，且介隔間隔件62c設置有發熱體60。發熱體60配合壁部62a之內周面之形狀而形成外輪廓，且作為容器62之底部設置於壁部62a之內周面。藉此，電解液70將壁部62a作為側面，將發熱體60作為底面，而可貯存於由該等壁部62a及發熱體60包圍之區域。
發熱體60具備包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體之台座63、及形成於台座63之表面且浸漬於電解液70內之多層膜64。此處，於發熱裝置61中，將支持台62b之中空區域設為真空狀態，故而台座63之背面成為露出於真空空間之狀態。
多層膜64包含與上述多層膜25同樣之構成。例如，多層膜64係交替地積層有包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金之第1層65、及包含與第1層65不同之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷之第2層66，而可於第1層65與第2層66之間形成異種物質界面67。例如，作為第1層65，較理想為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、及該等之合金中之任一者。第2層66較理想為含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、該等之合金、及SiC中之任一者。
關於第1層65及第2層66，與上述「(3)關於發熱體」相同，故而此處省略詳細之說明。又，關於其他實施形態之多層膜，亦可為除積層第1層及第2層以外還積層第3層所得之多層膜、或除積層第1層、第2層及第3層以外還積層第4層所得之多層膜，與上述「(7)其他實施形態之多層膜」相同，故而此處省略詳細之說明。
於以上構成中，在發熱裝置61中設置發熱體60，該發熱體60具備包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體且設置為容器62之底部使背面露出於真空空間之台座63、及形成於台座63之正面且浸漬於電解液70內之多層膜64。於發熱體60中，設置有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000 nm而成之層狀之第1層65、及包含與第1層65為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷且厚度未達1000 nm而成之層狀之第2層66所得的多層膜64。
於發熱裝置61中，將浸漬於電解液70之電極69設為陽極，將發熱體60設為陰極，而將電解液70電解(氫生成步驟)，藉此將包含於電解液70之水分離為氫及氧，所產生之氫之一部分透過發熱體60。即，於發熱體60中，氫(氘或氕)自成為存在電解液70之高密度氫側之多層膜64朝向背面位於真空空間之台座63側透過。藉此，於發熱裝置61中，氫藉由量子擴散透過第1層65及第2層66間之異種物質界面67，藉此可產生過量熱。如此，發熱裝置61藉由使氫透過多層膜64之第1層65及第2層66，可產生過量熱。
(10)多層膜之各層之厚度之比率與過量熱之關係 使用在含有Ni之台座上積層含有Cu之第1層及含有Ni之第2層製造而成之多層膜，分析第1層與第2層之厚度之比率和過量熱之關係。以下，將多層膜之各層之厚度之比率記載為Ni：Cu。
製作具有以除Ni：Cu以外均與圖12A所示之實施例4之多層膜25d相同之條件製成之多層膜的7種發熱體，設為實施例6～12。實施例4、6～12之各Ni：Cu為7：1、14：1、4.33：1、3：1、5：1、8：1、6：1、6.5：1。實施例4、6～12將多層膜整體之厚度設為大致相同。實施例4、6～12之各多層膜反覆積層有第1層及第2層之積層構成。實施例4、6～12之各多層膜之積層構成之數量(以下稱為多層膜之積層數)係設為5。使用實施例4、6～12之各發熱體，製作如圖2所示之8種發熱構造體。繼而，如圖1所示，將各發熱構造體設置於發熱裝置1之容器2內。
於在容器2內部設置有上述8種發熱構造體之發熱裝置1中，反覆進行氫吸藏步驟及加熱步驟。輸入電力係間隔氫吸藏步驟設為9 W、18 W、27 W。繼而，藉由內置於發熱構造體之加熱器之熱電偶，測定各加熱步驟時之發熱體之溫度。將其結果示於圖19。圖19係藉由特定方法對測定所得之資料進行擬合所得之圖表。於圖19中，將加熱器溫度示於橫軸，將過量熱之電力示於縱軸。於圖19中，將實施例4記為「Ni：Cu＝7：1」，將實施例6記為「Ni：Cu＝14：1」，將實施例7記為「Ni：Cu＝4.33：1」，將實施例8記為「Ni：Cu＝3：1」，將實施例9記為「Ni：Cu＝5：1」，將實施例10記為「Ni：Cu＝8：1」，將實施例11記為「Ni：Cu＝6：1」，將實施例12記為「Ni：Cu＝6.5：1」。
根據圖19，可確認於實施例4、6～12之發熱體中全部產生過量熱。若比較加熱器溫度為700℃以上時之實施例4、6～12之發熱體，則可知實施例4產生最大之過量熱。可知實施例7之發熱體相較於實施例4、6、8～12之發熱體，遍及加熱器溫度為300℃以上且1000℃以下之較廣之範圍內產生過量熱。於多層膜之Ni：Cu為3：1～8：1之實施例4、7～12之情形時，可知加熱器溫度越高則過量熱越增大。於多層膜之Ni：Cu為14：1之實施例6之情形時，可知於加熱器溫度為800℃以上時，過量熱減少。如此認為過量熱不相對於Ni與Cu之比率單純地增加之原因係由於多層膜中之氫之量子效應。如上所述，多層膜之Ni：Cu較佳為3：1以上且14：1以下之範圍內，更佳為3：1以上且8：1以下之範圍內。
(11)多層膜之積層數與過量熱之關係 使用在含有Ni之台座上積層含有Cu之第1層及含有Ni之第2層製造而成之多層膜，分析多層膜之積層數與過量熱之關係。
製作具有以除積層數以外均與圖12A所示之實施例4之多層膜25d相同之條件製成之多層膜的8種發熱體，設為實施例13～20。實施例4、13～20之多層膜之積層數係5、3、7、6、8、9、12、4、2。使用實施例4之發熱體5b及實施例13～20之發熱體，製作圖2所示之9種發熱構造體。繼而，如圖1所示，將各發熱構造體設置於發熱裝置1之容器2內。
於在容器2內部設置有上述9種發熱構造體之發熱裝置1中，藉由與上述「(10)多層膜之各層之厚度之比率與過量熱之關係」同樣之方法，測定加熱步驟時之發熱體之溫度。將其結果示於圖20。圖20係藉由特定方法將測定所得之資料進行擬合所得之圖表。於圖20中，將加熱器溫度示於橫軸，將過量熱之電力示於縱軸。於圖20中，基於各層之厚度，將實施例4記為「Ni0.875 Cu0.125 5層」，將實施例13記為「Ni0.875 Cu0.125 3層」，將實施例14記為「Ni0.875 Cu0.125 7層」，將實施例15記為「Ni0.875 Cu0.125 6層」，將實施例16記為「Ni0.875 Cu0.125 8層」，將實施例17記為「Ni0.875 Cu0.125 9層」，將實施例18記為「Ni0.875 Cu0.125 12層」，將實施例19記為「Ni0.875 Cu0.125 4層」，將實施例20記為「Ni0.875 Cu0.125 2層」。
根據圖20，可確認於實施例4、13～20之發熱體中全部產生過量熱。若比較加熱器溫度為840℃以上時之實施例4、13～20之發熱體，則可知多層膜之積層數為6之實施例15之過量熱最大，積層數為8之實施例16之過量熱最小。如此認為過量熱不相對於多層膜之積層數單純地增加之原因在於，作為多層膜中之氫之波動之舉動之波長為奈米級而與多層膜產生干擾。如上所述，多層膜之積層數較佳為2以上且12以下之範圍內，更佳為4以上且7以下之範圍內。
(12)多層膜之材料與過量熱之關係 使用積層含有Ni之第1層、含有Cu之第2層、以及包含與第1層及第2層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷之第3層而製成的多層膜，分析形成第3層之材料之種類與過量熱之關係。
製作具有以除形成第3層之材料之種類以外均與圖13A所示之實施例5之多層膜25e相同之條件製成之多層膜的8種發熱體，設為實施例21～28。實施例5、21～28之形成第3層之材料之種類為CaO、SiC、Y2 O3 、TiC、Co、LaB6 、ZrC、TiB2 、CaOZrO。使用實施例5之發熱體5e及實施例21～28之發熱體，製作圖2所示之9種發熱構造體。繼而，如圖1所示，將各發熱構造體設置於發熱裝置1之容器2內。
於在容器2內部設置有上述9種發熱構造體之發熱裝置1中，藉由與上述「(10)多層膜之各層之厚度之比率與過量熱之關係」同樣之方法，測定加熱步驟時之發熱體之溫度。將其結果示於圖21。圖21係藉由特定方法將測定所得之資料進行擬合所得之圖表。於圖21中，將加熱器溫度示於橫軸，將過量熱之電力示於縱軸。於圖21中，基於各層之厚度，將實施例5記為「Ni0.793 CaO0.113 Cu0.094 」，將實施例21記為「Ni0.793 SiC0.113 Cu0.094 」，將實施例22記為「Ni0.793 Y2 O3 0.113 Cu0.094 」，將實施例23記為「Ni0.793 TiC0.113 Cu0.094 」，將實施例24記為「Ni0.793 Co0.113 Cu0.094 」，將實施例25記為「Ni0.793 LaB6 0.113 Cu0.094 」，將實施例26記為「Ni0.793 ZrC0.113 Cu0.094 」，將實施例27記為「Ni0.793 TiB2 0.113 Cu0.094 」，將實施例28記為「Ni0.793 CaOZrO0.113 Cu0.094 」。
根據圖21，可確認於實施例5、21～28中全部產生過量熱。尤其可知形成第3層之材料為CaO之實施例5、形成第3層之材料為TiC之實施例23、形成第3層之材料為LaB6 之實施例25相較於其他實施例21、22、24、26～28，遍及加熱器溫度為400℃以上且1000℃以下之較廣之範圍內過量熱大致線形地增大。實施例5、23、25之形成第3層之材料係功函數小於其他實施例21、22、24、26～28之材料。根據上述情況可知形成第3層之材料之種類較佳為功函數較小者。因該等結果，存在多層膜內之電子密度有助於產生過量熱之反應之可能性。
(13)關於使用發熱模組之發熱裝置 (13-1)發熱模組 使用圖22，對發熱模組80之概要進行說明。發熱模組80具備包含發熱體81及加熱器82之複數個發熱構造體83。於該例中，發熱模組80具備20個發熱構造體83。發熱模組80係由4個發熱構造體83構成1個發熱單元84。即，發熱模組80包含5個發熱單元84。又，發熱模組80除具備複數個發熱構造體83以外，還具備對加熱器82供給電力之電源85、測定加熱器82之溫度之溫度測定部86、及反射發熱體81所產生之熱之熱反射部87。
發熱模組80係於筒狀之熱反射部87之內部設置有5個發熱單元84，且熱反射部87之內表面與各發熱單元84之外表面對向。發熱構造體83係形成為板狀，且於兩面設置有發熱體81。發熱單元84係形成為筒狀，且側面包含發熱構造體83。因此，複數個發熱構造體83係以一面彼此對向而配置。又，複數個發熱構造體83係另一面與熱反射部87對向而配置。因此，發熱模組80係設置於發熱構造體83之一面之發熱體81彼此對向，且設置於發熱構造體83之另一面之發熱體81與熱反射部87對向。
發熱體81係具備各種構成之多層膜之發熱體、例如上述發熱體5a～5e等。加熱器82例如為陶瓷加熱器，且設置於發熱構造體83之內部。加熱器82經由配線85a而與設置於熱反射部87之外部之電源85連接。電源85係設置於每個發熱單元84。1個電源85與設置於1個發熱單元84之4個加熱器82並聯連接。於配線85a，設置有用以測定供給至加熱器82之電力之電流電壓計88。再者，配線85a於圖22中考慮圖式之觀察便利性而於紙面右方取出，但實際上自熱反射部87之下部之開口取出。於圖22中，配線85a以與加熱器82之數量對應之條數之線、即每一個發熱單元84以4條線示出。
發熱模組80除具備溫度測定部86以外還具備測定發熱單元84之溫度之溫度測定部89。於該例中，溫度測定部89係於最上段之發熱單元84之上部設置有1個，於最下段之發熱單元84之下部設置有1個，及於發熱單元84彼此之間各設置有1個。溫度測定部86與溫度測定部89例如為熱電偶。再者，溫度測定部86與溫度測定部89於圖22中考慮圖式之觀察便利性而於紙面左方取出，但實際上自熱反射部87之下部之開口取出。於圖22中，溫度測定部86以與加熱器82之數量對應之條數之線、即每一個發熱單元84以4條線示出。
熱反射部87由反射發熱體81所產生之熱之材料形成。熱反射部87之材料例如為鉬、鋁、鋯、鉑等。於圖22中，熱反射部87係由4片反射板形成為四邊形筒狀。熱反射部87可為將各反射板一體地形成所得者，亦可為將各反射板分開地形成所得者。熱反射部87之形狀並不限於四邊形筒狀，亦可適當設計為多邊形筒狀、圓筒狀、橢圓筒狀等。
使用圖23，對發熱構造體83之構造詳細地進行說明。發熱構造體83除包含發熱體81及加熱器82以外，還包含設置於發熱體81與加熱器82之間之基板90、以及保持發熱體81、加熱器82及基板90之保持器91。於圖23中，發熱構造體83具有在加熱器82之兩面依序配置有基板90、發熱體81及保持器91之構成，且藉由將保持器91彼此例如螺固而形成。再者，於圖23中，分別以2條線示出配線85a及溫度測定部86。
基板90係例如藉由SiO2 等形成為板狀。基板90係設置於加熱器82之兩面，且防止發熱體81與加熱器82之接觸之間隔件。
保持器91係例如藉由陶瓷等形成為板狀。保持器91具有設置於平板92之中央之開口部93、及設置於開口部93之階差部94。平板92於俯視下形成為大致四邊形，且於隔著開口部93對向之端部設置有缺口。於平板92設置有螺絲孔96。於開口部93配置發熱體81。配置於開口部93之發熱體81由階差部94定位，防止脫落。藉此，保持器91將發熱體81以自開口部93露出之狀態保持。
(13-2)使用發熱模組之發熱裝置之整體構成 如圖24所示，發熱裝置101具備發熱模組80、收容發熱模組80之容器102、將容器102之內部進行真空排氣之真空排氣部103、將氫系氣體供給至容器102之內部之氣體供給部104、及進行過量熱之輸出之控制之控制部105。以下，對發熱裝置101進行說明，該發熱裝置101係使用發熱模組80之發熱裝置之一例，各構件之配置、配線之取出等不受限定。再者，於圖24中，考慮圖式之觀察便利性，而簡化電源85、配線85a、電流電壓計88、溫度測定部86、及溫度測定部89之圖示。
容器102例如由不鏽鋼等形成。容器102包含筒狀之第1容器本體107、與第1容器本體107連通之筒狀之第2容器本體108、設置於第1容器本體107之蓋部109、及設置於第2容器本體108之底部110。
於容器102之外周設置有管狀之循環路徑33。藉由發熱模組80產生之熱所加熱之流體流通於循環路徑33之內部。於循環路徑33，設置有將已加熱之流體之熱進行熱電轉換之熱電轉換機34。
第1容器本體107係於內部收容發熱模組80。於第1容器本體107之一端，介隔未圖示之密封材料而設置有蓋部109。第1容器本體107之另一端與第2容器本體108之一端連接。於第1容器本體107與第2容器本體108之連接部分設置有未圖示之密封材料。於第2容器本體108之另一端，介隔未圖示之密封材料而設置底部110。
於第2容器本體108之側面設置有第1連接部111及第2連接部112。第1連接部111經由氫系氣體導入路徑116而將容器102之內部與氣體供給部104連接。於氫系氣體導入路徑116設置有調整泵117a、117b。氣體供給部104具有未圖示之例如收容氫系氣體之貯槽、及將收容於貯槽之氫系氣體輸送至氫系氣體導入路徑116之泵等。又，第1連接部111經由排氣路徑118而將容器102之內部與真空排氣部103連接。於排氣路徑118設置有調整泵117c。真空排氣部103例如具有乾式真空泵。
第2連接部112係用以經由未圖示之密封材料而將配線85a、溫度測定部86及溫度測定部89取出至容器102之外部者。自第2連接部112取出之配線85a經由電流電壓計88而與電源85連接。自第2連接部112取出之溫度測定部86及溫度測定部89電連接於控制部105。
控制部105與電源85、電流電壓計88、真空排氣部103、氣體供給部104、及熱電轉換機34電連接。控制部105藉由調整加熱器82之輸入電力、氫系氣體之供給量、及容器102內之壓力等，而進行過量熱之輸出之控制。例如，控制部105藉由選擇性地進行5個電源85之接通(ON)及斷開(OFF)，而使過量熱之輸出增減。又，控制部105亦可對控制過量熱之輸出反饋由溫度測定部86或溫度測定部89測定所得之溫度、由電流電壓計88測定所得之電力、由熱電轉換機34轉換所得之電力等測定結果。
於容器102之內部設置有支持發熱模組80之支持部120。支持部120包含一端固定於底部110之支持部本體121、設置於支持部本體121之另一端之頂板122、設置於支持部本體121之中途之固定台123、及固定於固定台123之支柱部124。支持部本體121係自底部110延伸至蓋部109附近。固定台123配置於支持部本體121中之第1容器本體107與第2容器本體108之連接部分附近。
如圖25所示，發熱模組80係支持於支柱部124。圖25示出發熱模組80之1個發熱單元84之部分。支柱部124包含第1支柱124a、第2支柱124b、及第3支柱124c。第1～第3支柱124a～124c分別設置有4根。4根第1支柱124a相互等間隔地配置。4根第2支柱124b相互等間隔，且配置於較第1支柱124a更靠外側。4根第3支柱124c相互等間隔，且配置於較第2支柱124b更靠外側。
於第1支柱124a固定發熱構造體83。例如，於已使發熱構造體83之螺絲孔96對準設置於第1支柱124a之螺絲孔127之狀態下，使用螺絲126，使發熱構造體83固定於支柱124a。第1支柱124a與發熱構造體83之固定係使用壓固構件128而增強。壓固構件128設置於第2支柱124b，從而確實地防止發熱構造體83之脫落。於第3支柱124c固定有熱反射部87。熱反射部87係例如藉由螺固而固定於第3支柱124c。
(13-3)作用及效果 於以上構成中，在發熱裝置101中，使用包含複數個發熱構造體83之發熱模組80。該發熱模組80係以設置於各發熱構造體83之一面之發熱體81彼此對向之方式配置，故而發熱體81藉由加熱器82之熱、及對向之另一發熱體81所產生熱而加熱。其結果，於發熱裝置101中，可降低保持所需溫度所需要之輸入電力。
又，發熱模組80係以設置於各發熱構造體83之另一面之發熱體81與熱反射部87對向之方式配置，故而發熱體81藉由加熱器82之熱、及由熱反射部87反射之熱而加熱。其結果，於發熱裝置101中，可更加降低保持所需溫度所需要之輸入電力。
(13-4)驗證試驗 對上述輸入電力降低效果進行驗證試驗。於驗證試驗中，使用具有實施例5之多層膜25e之發熱體5e製作發熱構造體83。使用包含該發熱構造體83之5個發熱單元84，製作發熱模組80，並將該發熱模組80收容於容器102。
驗證試驗首先一面將對應於5個發熱單元84之5個電源85均設為接通，測定溫度，一面階段性地增加輸入電力。於將電源85設為接通後經過特定時間之後，僅將與5個發熱單元84中之第3段之發熱單元84對應之電源85保持為接通，而將其他4個電源85設為斷開。繼而，對於將5個電源85全部設為接通之情形、及僅將與第3段之發熱單元84對應之電源85設為接通之情形時保持所需溫度所需要之輸入電力進行比較。
將其結果示於圖26。圖26之橫軸表示經過時間(H)，左側之第1縱軸表示輸入電力(W)，右側之第2縱軸表示加熱器溫度(℃)。輸入電力(W)係供給至第3段之發熱單元84之4個加熱器82之電力之平均值。加熱器溫度(℃)係第3段之發熱單元84之4個加熱器82之溫度之平均值。於圖26中，將使5個電源85全部設為接通之期間記為「第1～第5加熱器接通」，將僅使與第3段之發熱單元84對應之電源85設為接通之期間記為「僅第3加熱器接通」。根據圖26可知，為了將加熱器溫度保持為650℃，而於僅將1個電源85設為接通之情形時需要44.1 W之輸入電力，於將5個電源85全部設為接通之情形時需要27.8 W之輸入電力。根據上述情況，可確認於將5個電源85全部設為接通之情形時，可相較僅將1個電源85設為接通之情形，以0.63倍之輸入電力保持相同溫度。
(14)變化例 上述各實施形態之發熱裝置係具備具有上述各種構成之多層膜之發熱體之發熱裝置之一例，並不限定於此。
發熱裝置1並不限於具備2個發熱體5，亦可具備1個發熱體5或3個以上之發熱體5。於具備1個發熱體5之發熱裝置1之情形時，較佳為更具備熱反射部87。熱反射部87係設置於容器2內部，且與發熱體5對向而配置。發熱體5藉由加熱器6之熱、及由熱反射部87反射之熱而加熱。其結果，於發熱裝置1中，保持所需溫度所需要之輸入電力降低。
於發熱裝置1中，發熱體5之配置及加熱器6之配置並無特別限定。例如，亦可將2個發熱體5隔開間隙相互對向地配置，且沿著發熱體5之排列方向配置加熱器6。即，發熱裝置1亦可為具備相互空出間隙而排列之複數個發熱體5、及沿著發熱體5之排列方向設置之加熱器6者。發熱體5之排列方向例如設為相對於發熱體5之表面正交之方向。於該例中，發熱體5藉由加熱器6之熱、對向之另一發熱體5所產生之熱而加熱。其結果，於發熱裝置1中，保持所需溫度所需要之輸入電力降低。再者，即便在3個以上之發熱體5空出間隙相互對向地配置之情形時，亦可藉由沿著發熱體5之排列方向配置加熱器6，而利用1個加熱器6將3個以上之發熱體5加熱。
發熱裝置31亦可更具備熱反射部87。熱反射部87設置於容器37內部，且與發熱體38對向而配置。於發熱裝置31具備複數個發熱體38之情形時，熱反射部87可設置於每一個發熱體38，亦能夠以覆蓋複數個發熱體38之方式沿著容器37之內表面而配置。發熱體38藉由加熱器39之熱、及由熱反射部87反射之熱而加熱。其結果，於發熱裝置31中，保持所需溫度所需要之輸入電力降低。
於發熱裝置101中，構成發熱模組80之發熱單元84之數量、構成發熱單元84之發熱構造體83之數量並無特別限定。又，發熱單元84並不限於形成為筒狀之情形，例如，亦可呈放射狀地配置複數個發熱構造體83而形成。
1‧‧‧發熱裝置2‧‧‧容器2a‧‧‧窗部3‧‧‧發熱構造體4‧‧‧保持器4a‧‧‧保持器半體4b‧‧‧保持器半體5‧‧‧發熱體5a‧‧‧發熱體5b‧‧‧發熱體5c‧‧‧發熱體5d‧‧‧發熱體5e‧‧‧發熱體5f‧‧‧發熱體5g‧‧‧發熱體6‧‧‧加熱器7‧‧‧基板9a‧‧‧開口部9b‧‧‧開口部9c‧‧‧階差部9d‧‧‧抵接面10a‧‧‧配線10b‧‧‧配線11a‧‧‧溫度測定部11b‧‧‧溫度測定部12a‧‧‧溫度測定部12b‧‧‧溫度測定部12c‧‧‧溫度測定部13‧‧‧加熱電源14‧‧‧電流電壓計16‧‧‧氫系氣體導入路徑17a‧‧‧調整泵17b‧‧‧調整泵17c‧‧‧調整泵18‧‧‧排氣路徑19‧‧‧乾式真空泵22‧‧‧台座22a‧‧‧台座23‧‧‧第1層24‧‧‧第2層24a‧‧‧第3層24b‧‧‧第4層25‧‧‧多層膜25a‧‧‧多層膜25b‧‧‧多層膜25c‧‧‧多層膜25d‧‧‧多層膜25e‧‧‧多層膜26‧‧‧異種物質界面27a‧‧‧第1層27b‧‧‧第2層27c‧‧‧第3層27d‧‧‧第1層27e‧‧‧第1層27f‧‧‧第2層31‧‧‧發熱裝置32‧‧‧熱回收容器33‧‧‧循環路徑33a‧‧‧回收口33b‧‧‧導入口34‧‧‧熱電轉換機35‧‧‧冷卻體36‧‧‧熱電轉換元件36a‧‧‧n型半導體36b‧‧‧p型半導體36c‧‧‧電極37‧‧‧容器37a‧‧‧氫系氣體循環路徑37b‧‧‧回收口37c‧‧‧導入口38‧‧‧發熱體39‧‧‧加熱器40‧‧‧中空部42‧‧‧透過氣體回收路徑43‧‧‧真空泵44‧‧‧升壓泵45‧‧‧貯液槽46‧‧‧循環泵51‧‧‧台座51a‧‧‧內周面51b‧‧‧表面52‧‧‧多層膜60‧‧‧發熱體61‧‧‧發熱裝置62‧‧‧容器62a‧‧‧壁部62b‧‧‧支持台62c‧‧‧間隔件63‧‧‧台座65‧‧‧第1層64‧‧‧多層膜66‧‧‧第2層67‧‧‧異種物質界面69‧‧‧電極70‧‧‧電解液80‧‧‧發熱模組81‧‧‧發熱體82‧‧‧加熱器83‧‧‧發熱構造體84‧‧‧發熱單元85‧‧‧電源85a‧‧‧配線86‧‧‧溫度測定部87‧‧‧熱反射部88‧‧‧電流電壓計89‧‧‧溫度測定部90‧‧‧基板91‧‧‧保持器92‧‧‧平板93‧‧‧開口部94‧‧‧階差部96‧‧‧螺絲孔101‧‧‧發熱裝置102‧‧‧容器103‧‧‧真空排氣部104‧‧‧氣體供給部105‧‧‧控制部107‧‧‧第1容器本體108‧‧‧第2容器本體109‧‧‧蓋部110‧‧‧底部111‧‧‧第1連接部112‧‧‧第2連接部116‧‧‧氫系氣體導入路徑117a‧‧‧調整泵117b‧‧‧調整泵117c‧‧‧調整泵118‧‧‧排氣路徑120‧‧‧支持部121‧‧‧支持部本體122‧‧‧頂板123‧‧‧固定台124‧‧‧支柱部124a‧‧‧第1支柱124b‧‧‧第2支柱124c‧‧‧第3支柱126‧‧‧螺絲127‧‧‧螺絲孔128‧‧‧壓固構件EX1‧‧‧對發熱體加熱時之過量熱之電力
圖1係表示本發明之發熱裝置之構成之概略圖。 圖2係表示發熱構造體之構成之分解圖。 圖3A係表示發熱體之剖面構成之剖視圖，圖3B係用於多層膜中產生之過量熱之說明之概略圖。 圖4係表示Ni板單體中之輸入電力與加熱器溫度之關係之圖表。 圖5係表示用於驗證試驗之實施例1之發熱體之剖面構成的剖視圖。 圖6係表示進行驗證試驗時之輸入電力、加熱器溫度及氫導入壓力之轉移之圖表。 圖7A係表示實施例1中之過量熱之轉變之圖表，圖7B係表示實施例1中之過量熱之溫度依存性之圖表。 圖8係選取圖7B之一部分之圖表。 圖9A係表示設置有第3層之發熱體之構成之剖視圖，圖9B係表示設置有第3層及第4層之發熱體之構成之剖視圖。 圖10A係表示實施例2之發熱體之剖面構成之剖視圖，圖10B係表示根據使用圖10A之發熱體之測定結果運算所得之過量熱之溫度依存性的圖表。 圖11A係表示實施例3之發熱體之剖面構成之剖視圖，圖11B係根據使用圖11A之發熱體之測定結果運算所得之過量熱之溫度依存性的圖表。 圖12A係表示實施例4之發熱體之剖面構成之剖視圖，圖12B係表示根據使用圖12A之發熱體之測定結果運算所得之過量熱之溫度依存性的圖表。 圖13A係表示實施例5之發熱體之剖面構成之剖視圖，圖13B係表示根據使用圖13A之發熱體之測定結果運算所得之過量熱之溫度依存性的圖表。 圖14係總結過量熱之溫度依存性所得之圖表。 圖15係表示透過型之發熱裝置之構成之概略圖。 圖16A係表示透過型之發熱體之構成之概略圖，圖16B係表示發熱體之水平剖面構成之剖視圖。 圖17係表示發熱體之剖面構成之剖視圖。 圖18係表示使用電解液之發熱裝置之構成之概略圖。 圖19係表示多層膜之各層之厚度之比率與過量熱之關係的圖表。 圖20係表示多層膜之積層數與過量熱之關係之圖表。 圖21係表示多層膜之材料與過量熱之關係之圖表。 圖22係表示發熱模組之構成之概略圖。 圖23係表示用於發熱模組之發熱構造體之構成之分解圖。 圖24係表示使用發熱模組之發熱裝置之構成之概略圖。 圖25係表示使用發熱模組之發熱裝置之主要部分之構成的放大分解圖。 圖26係表示使用發熱模組之發熱裝置中之輸入電力降低效果之驗證試驗之結果的圖表。
5‧‧‧發熱體
22‧‧‧台座
23‧‧‧第1層
24‧‧‧第2層
25‧‧‧多層膜
26‧‧‧異種物質界面

Claims (14)

  1. 一種發熱裝置，其具備：容器，其於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體；發熱體，其設置於上述容器內部；及加熱器，其將上述發熱體加熱；上述發熱體具備：台座，其包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體；及多層膜，其形成於上述台座之表面；上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第1層，包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第2層，及包含與上述第1層及上述第2層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第3層而成的構成；且上述第3層包含CaO、Y2O3、及TiC中之任一者。
  2. 如請求項1之發熱裝置，其中上述多層膜中反覆積層有以任意順序積層上述第2層及上述第3層且於上述第2層與上述第3層之間介置有上述第1層之積層構成。
  3. 一種發熱裝置，其具備：容器，其於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體；發熱體，其設置於上述容器內部；及 加熱器，其將上述發熱體加熱；上述發熱體具備：台座，其包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體；及多層膜，其形成於上述台座之表面；上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第1層，包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第2層，包含與上述第1層及上述第2層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第3層，及包含與上述第1層、上述第2層及上述第3層為異種之氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第4層而成的構成。
  4. 如請求項3之發熱裝置，其中上述多層膜係上述第4層含有Ni、Pd、Cu、Cr、Fe、Mg、Co、該等之合金、SiC、CaO、Y2O3、及TiC中之任一者。
  5. 如請求項3或4之發熱裝置，其中上述多層膜反覆積層有以任意順序積層上述第2層、上述第3層及上述第4層，且於上述第2層、上述第3層及上述第4層各自之間介置有上述第1層之積層構成。
  6. 一種發熱裝置，其具備：容器，其於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體；發熱體，其設置於上述容器內部；及 加熱器，其將上述發熱體加熱；上述發熱體具備：台座，其包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體；及多層膜，其形成於上述台座之表面；上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第1層，及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第2層而成的構成；上述台座係包含多孔質狀或網狀，且於內部具有被內周面包圍之中空部；上述發熱裝置具備使上述容器內部之上述氫系氣體依序透過上述多層膜及上述台座而導引至上述中空部內之泵。
  7. 如請求項6之發熱裝置，其具備使藉由上述泵導引至上述中空部內之上述氫系氣體再次返回至上述容器內部之透過氣體回收路徑。
  8. 如請求項6之發熱裝置，其具備設置於上述容器內部且與上述發熱體對向配置之熱反射部。
  9. 一種發熱裝置，其具備：容器，其於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體；發熱體，其設置於上述容器內部；及加熱器，其將上述發熱體加熱；上述發熱體具備： 台座，其包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體；及多層膜，其形成於上述台座之表面；上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第1層，及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第2層而成的構成；上述發熱裝置具備設置於上述容器內部且與上述發熱體對向配置之熱反射部。
  10. 一種發熱裝置，其具備：容器，其於容器內部被導入有助於發熱之氫系氣體；及複數個發熱構造體，其等設置於上述容器內部，且包含發熱體及將上述發熱體加熱之加熱器；上述發熱體具備：台座，其包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或質子導電體；及多層膜，其形成於上述台座之表面；上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第1層、及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金、或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第2層而成的構成。
  11. 如請求項10之發熱裝置，其中複數個上述發熱構造體係以一面彼此對向地配置，上述發熱體係設置於上述發熱構造體之一面。
  12. 如請求項10或11之發熱裝置，其具備設置於上述容器內部之熱反射部，複數個上述發熱構造體係以一面彼此對向且另一面與上述熱反射部對向地配置，上述發熱體係設置於上述發熱構造體之另一面。
  13. 一種發熱方法，其具備：預備步驟，其預備發熱體，該發熱體於包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金或質子導電體之台座之表面具備多層膜，且上述多層膜具有積層包含氫吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第1層，及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第2層而成的構成；準備步驟，其準備在容器內部設置有上述發熱體之容器；氫吸藏步驟，其將有助於發熱之氫系氣體導入至上述容器內部，且使上述發熱體吸藏氫；及加熱步驟，其藉由將吸藏有上述氫之上述發熱體加熱，而產生加熱溫度以上之過量熱；上述加熱步驟係於將上述氫吸藏步驟中對上述容器內部之上述氫系氣體之導入停止之後，加熱上述發熱體。
  14. 一種發熱方法，其具備：預備步驟，其預備發熱體，該發熱體於包含氫吸藏金屬、氫吸藏合金或質子導電體之台座之表面具備多層膜，且上述多層膜具有積層包含氫 吸藏金屬或氫吸藏合金且厚度未達1000nm之層狀之第1層，及包含與上述第1層為異種之氫吸藏金屬、氫吸藏合金或陶瓷且厚度未達1000nm之層狀之第2層而成的構成；準備步驟，其準備在容器內部設置有上述發熱體之容器；氫吸藏步驟，其將有助於發熱之氫系氣體導入至上述容器內部，且使上述發熱體吸藏氫；及加熱步驟，其藉由將吸藏有上述氫之上述發熱體加熱，而產生加熱溫度以上之過量熱；上述發熱體其上述台座包含多孔質狀，且於內部具有被內周面包圍之中空部，上述氫吸藏步驟係藉由泵而使上述容器內部之上述氫系氣體依序透過上述發熱體中之上述多層膜及上述台座而導引至上述中空部內，且上述加熱步驟係一面將上述氫系氣體導引至上述發熱體之上述中空部內一面將上述發熱體加熱。
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