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技術 潜熱蓄熱材

出願人 パナソニック株式会社
発明者 水藤雄章鈴木基啓町田博宣竹口伸介椎健太郎
出願日 2016年7月29日 (4年3ヶ月経過) 出願番号 2016-149844
公開日 2017年2月16日 (3年9ヶ月経過) 公開番号 2017-036438
状態 特許登録済
技術分野 再生式熱交換装置;蓄熱プラント、その他 熱効果発生材料
主要キーワード 無機銀化合物 重量パーセント濃度 水和数 凝固熱 族元素含有化合物 無機銅化合物 銀含有化合物 ピクリン酸銀
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年2月16日)のものです。
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図面 (4)

課題

本発明は、低温環境下においても過冷却状態を安定的に保持し得る新規潜熱蓄熱材を提供することを目的とする。

解決手段

上記課題を解決する本発明に係る潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を含有し、前記過冷却安定化剤が第11族元素化合物を含み、かつ前記潜熱蓄熱材に含有される前記第11族元素の濃度が2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材である。本発明に係る潜熱蓄熱材は、低温環境下においても過冷却状態を安定的に保持し得る。

概要

背景

熱エネルギー有効利用の方法の一つとして、蓄熱材の利用が考えられている。蓄熱材の中でも潜熱蓄熱材は、物質相変化を利用したものであり、蓄熱密度が高く、相変化温度で一定の温度を保持できるというメリットがある。その中でも酢酸ナトリウム三水和物は、比較的大きな融解潜熱量を有することに加え、毒性を示さないことから、様々な適応が考えられている。例えば特許文献1には、酢酸ナトリウム三水和物を蓄熱材として用いたシステムが開示されている。上記特許文献1では、融点付近での相変化による吸放熱を利用しているが、一方で、融点よりも低い温度帯での利用方法も考えられている。具体的には、排熱等により溶解した酢酸ナトリウム水溶液が、融点以下に温度が下がっても液体状態を保つ、いわゆる過冷却状態により蓄熱状態を維持し、必要なときに蓄熱材にトリガーを与えることで結晶化が開始し、発熱するという方法である。

上記のような、過冷却状態を利用した蓄熱方法に適用するため、過冷却状態の安定性を高めることが可能な蓄熱材組成物が提案されている。例えば、特許文献2は、酢酸ナトリウム三水和物にカラメル糖水溶液等を結晶化抑制剤として添加することで、過冷却状態の蓄熱材組成物を安定して保持できることが記載されている。また、特許文献3は、酢酸ナトリウム三水和物に10〜30wt%の純水を添加することで、−13℃以下の低温環境下において、蓄熱材組成物の過冷却状態を安定化できることが記載されている。さらに、特許文献4は、酢酸ナトリウム三水和物に塩化カルシウム臭化カルシウム又は塩化第2銅を配合する蓄熱材組成物が記載されている。

概要

本発明は、低温環境下においても過冷却状態を安定的に保持し得る新規な潜熱蓄熱材を提供することを目的とする。上記課題を解決する本発明に係る潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を含有し、前記過冷却安定化剤が第11族元素化合物を含み、かつ前記潜熱蓄熱材に含有される前記第11族元素の濃度が2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材である。本発明に係る潜熱蓄熱材は、低温環境下においても過冷却状態を安定的に保持し得る。なし

目的

本開示は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を含有し、前記過冷却安定化剤が第11族元素の化合物を含み、かつ前記潜熱蓄熱材に含有される第11族元素の濃度は2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

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請求項1

酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を含有する潜熱蓄熱材であって、前記過冷却安定化剤は、第11族元素化合物を含み、かつ前記潜熱蓄熱材に含有される第11族元素の濃度は、2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材。

請求項2

前記第11族元素が銀または銅である、請求項1に記載の潜熱蓄熱材。

請求項3

前記第11族元素が銀であり、かつ前記潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度が1.0×105ppm以下である、請求項2に記載の潜熱蓄熱材。

請求項4

前記化合物が硝酸銀(I)であり、前記第11族元素が銀であり、かつ前記潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度が5.0×10-3ppm以上2.0×103ppm以下である、請求項2に記載の潜熱蓄熱材。

請求項5

前記化合物が酸化銀(I)であり、前記第11族元素が銀であり、かつ前記潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度が40ppm以上1.0×105ppm以下である、請求項2に記載の潜熱蓄熱材。

請求項6

前記第11族元素が銅であり、かつ前記潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度が2.0×105ppm以下である、請求項2に記載の潜熱蓄熱材。

請求項7

前記化合物が塩化銅(II)であり、前記第11族元素が銅であり、かつ前記潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度が1.0×10-5ppm以上2.0×105ppm以下である、請求項2に記載の潜熱蓄熱材。

請求項8

前記化合物が酸化銅(II)であり、前記第11族元素が銅であり、かつ前記潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度が5.0×10-2ppm以上6.0×104ppm以下である、請求項2に記載の潜熱蓄熱材。

請求項9

酢酸ナトリウムの濃度が40〜58wt%である、請求項1〜8のいずれか1項に記載の潜熱蓄熱材。

技術分野

0001

本開示は、潜熱蓄熱材に関するものである。

背景技術

0002

熱エネルギー有効利用の方法の一つとして、蓄熱材の利用が考えられている。蓄熱材の中でも潜熱蓄熱材は、物質相変化を利用したものであり、蓄熱密度が高く、相変化温度で一定の温度を保持できるというメリットがある。その中でも酢酸ナトリウム三水和物は、比較的大きな融解潜熱量を有することに加え、毒性を示さないことから、様々な適応が考えられている。例えば特許文献1には、酢酸ナトリウム三水和物を蓄熱材として用いたシステムが開示されている。上記特許文献1では、融点付近での相変化による吸放熱を利用しているが、一方で、融点よりも低い温度帯での利用方法も考えられている。具体的には、排熱等により溶解した酢酸ナトリウム水溶液が、融点以下に温度が下がっても液体状態を保つ、いわゆる過冷却状態により蓄熱状態を維持し、必要なときに蓄熱材にトリガーを与えることで結晶化が開始し、発熱するという方法である。

0003

上記のような、過冷却状態を利用した蓄熱方法に適用するため、過冷却状態の安定性を高めることが可能な蓄熱材組成物が提案されている。例えば、特許文献2は、酢酸ナトリウム三水和物にカラメル糖水溶液等を結晶化抑制剤として添加することで、過冷却状態の蓄熱材組成物を安定して保持できることが記載されている。また、特許文献3は、酢酸ナトリウム三水和物に10〜30wt%の純水を添加することで、−13℃以下の低温環境下において、蓄熱材組成物の過冷却状態を安定化できることが記載されている。さらに、特許文献4は、酢酸ナトリウム三水和物に塩化カルシウム臭化カルシウム又は塩化第2銅を配合する蓄熱材組成物が記載されている。

先行技術

0004

特開2012−007796号公報
特開昭62−70480号公報
特開平4−324092号公報
特開昭58−093779号公報

発明が解決しようとする課題

0005

蓄熱材組成物を使用するシステムの用途や環境によっては、室温よりも低い温度環境下(低温環境下)においても過冷却状態で安定して保持できる蓄熱材組成物が求められている。

課題を解決するための手段

0006

本開示は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を含有し、前記過冷却安定化剤が第11族元素化合物を含み、かつ前記潜熱蓄熱材に含有される第11族元素の濃度は2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。

発明の効果

0007

本開示の潜熱蓄熱材によれば、室温よりも低い温度環境下(低温環境下)においても過冷却状態で安定して保持できる。

図面の簡単な説明

0008

図1は、本開示に係る潜熱蓄熱材における、−20℃過冷却維持確率(%)と潜熱蓄熱材に含まれる合計の銀濃度(ppm)の関係を示す図である。
図2は、本開示に係る潜熱蓄熱材における、−20℃過冷却維持確率(%)と潜熱蓄熱材に含まれる合計の銀濃度(ppm)の関係を示す図である。
図3は、本開示に係る潜熱蓄熱材における、−20℃過冷却維持確率(%)と潜熱蓄熱材に含まれる合計の銅濃度(ppm)の関係を示す図である。
図4は、本開示に係る潜熱蓄熱材における、−20℃過冷却維持確率(%)と潜熱蓄熱材に含まれる合計の銅濃度(ppm)の関係を示す図である。

0009

本開示は、前記従来の課題を解決するもので、低温環境下においても過冷却状態を安定的に保持し得る新規な潜熱蓄熱材を提供することを目的とする。

0010

また、従来の技術では、低温下での過冷却安定性の向上には過冷却安定化剤を1wt%より多く添加する必要があるため、蓄熱密度が低下する場合もあった。

0011

本開示の他の目的は、過冷却安定化剤を1wt%以下としても潜熱蓄熱材として機能し、蓄熱密度の低下を抑制することもできる潜熱蓄熱材を提供することである。

0012

本開示の第1態様の潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を含有し、
前記過冷却安定化剤は第11族元素の化合物を含み、かつ
前記潜熱蓄熱材に含有される第11族元素の濃度は2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。

0013

第1態様の潜熱蓄熱材によれば、潜熱蓄熱材に含まれる所定量の第11族元素が潜熱蓄熱材中の十分な量の水分子水和可能となり、核(結晶核)が発生する確率が大幅に低下し、高い確率で結晶化が抑制され、低温環境下(例えば−20℃)においても過冷却状態を安定的に保持することができる。言い換えれば、第1態様の潜熱蓄熱材によれば、酢酸ナトリウムと水のみからなる潜熱蓄熱材に比べて−20℃下での過冷却維持確率を向上させることができる。また、第1態様の潜熱蓄熱材によれば、高い蓄熱密度を維持したまま低温環境下(例えば−20℃)においても過冷却状態を安定的に保持することができる。

0014

本開示の第2態様は、例えば、第1態様に加えて、第11族元素が銀または銅である、潜熱蓄熱材を提供する。第2態様によれば、銀元素または銅元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、高い確率で結晶化が抑制されるため、低温環境下(例えば−20℃)においても過冷却状態を安定的に保持することができる。

0015

本開示の第3態様は、例えば、第2態様に加えて、前記第11族元素が銀であり、かつ潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度が1.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。

0016

本開示の第3態様によれば、銀元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、高い確率で結晶化が抑制されるため、−20℃における過冷却維持確率を向上させることができる。

0017

本開示の第4態様は、例えば、第2態様に加えて、前記化合物が硝酸銀(I)であり、前記第11族元素が銀であり、かつ潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度が5.0×10-3ppm以上2.0×103ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。第4態様によれば、銀元素が潜熱蓄熱材中の十分な量の水分子と水和可能となり、銀元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、より高い確率で結晶化が抑制されるため、−20℃における過冷却維持確率を向上させることができる。

0018

本開示の第5態様は、例えば、第2態様に加えて、前記化合物が酸化銀(I)であり、前記第11族元素が銀であり、かつ潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度が40ppm以上1.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。第5態様によれば、銀元素が潜熱蓄熱材中の十分な量の水分子と水和可能となり、銀元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、より高い確率で結晶化が抑制されるため、−20℃における過冷却維持確率を向上させることができる。

0019

本開示の第6態様は、例えば、第2態様に加えて、前記第11族元素が銅であり、かつ潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度が2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。

0020

本開示の第6態様によれば、銅元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、高い確率で結晶化が抑制されるため、−20℃における過冷却維持確率を向上させることができる。また、銅元素濃度を前記範囲で用いる第6態様の潜熱蓄熱材では、水和数6の銅が水和数2の銀よりも多くの水分子と水和し、より強い結晶化抑制作用が働くため、銀よりも低濃度でも、酢酸ナトリウムと水のみからなる潜熱蓄熱材に比べて、−20℃下における過冷却維持確率が向上する。

0021

本開示の第7態様は、例えば、第2態様に加えて、前記化合物が塩化銅(II)であり、前記第11族元素が銅であり、かつ潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度が1.0×10-5ppm以上2.0×105ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。第7態様によれば、銅元素が潜熱蓄熱材中の十分な量の水分子と水和可能となり、銀元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、より高い確率で結晶化が抑制されるため、−20℃における過冷却維持確率を向上させることができる。

0022

本開示の第8態様は、例えば、第2態様に加えて、前記含有化合物酸化銅(II)であり、前記第11族元素が銅であり、かつ潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度が5.0×10-2ppm以上6.0×104ppm以下である、潜熱蓄熱材を提供する。第8態様によれば、銅元素が潜熱蓄熱材中の十分な量の水分子と水和可能となり、銀元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、より高い確率で結晶化が抑制されるため、−20℃における過冷却維持確率を向上させることができる。

0023

本開示の第9態様は、例えば、第1〜8態様のいずれか1つの態様に加えて、酢酸ナトリウムの濃度が40〜58wt%である、潜熱蓄熱材を提供する。第9態様によれば、低温環境下(例えば−20℃)においても過冷却状態を安定的に保持することができる。

0024

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本開示の一例に関するものであり、本開示はこれらによって限定されるものではない。

0025

本実施形態の潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を含有し、過冷却安定化剤が第11族元素含有化合物を含み、第11族元素の濃度(重量濃度)が2.0×105ppm以下である。

0026

酢酸ナトリウムと前記水との重量比率R(酢酸ナトリウム/水)は57/43以下であり、56/44以下が望ましい。

0027

第11族元素の化合物に含まれる第11族元素としては、過冷却状態の安定化作用に優れる点から、銀または銅が望ましい。第11族元素の化合物を用いることによって、第11族元素自体の凝集による結晶核が発生する確率が大幅に低下し、高い確率で結晶化が抑制されるため、上記濃度範囲では−20℃における過冷却維持確率を向上させることができる。

0028

過冷却安定化剤としては、第11族元素の化合物以外の過冷却安定化剤成分を含んでいてもよい。第11族元素の化合物以外の過冷却安定化剤は、1種類を単独で含有していてもよいし、2種類以上を含有していてもよい。

0029

本実施形態の潜熱蓄熱材としては、過冷却安定化剤が第11族元素の化合物のみからなるものであってもよい。

0030

本実施形態の潜熱蓄熱材において、第11族元素が銀である場合、すなわち、第11族元素の化合物が銀含有化合物である場合、銀含有化合物としては、酸化銀(I)(Ag2O)、酸化銀(II)(AgO)、硝酸銀(I)(AgNO3)、亜硝酸銀硫酸銀亜硫酸銀、炭酸銀(Ag2CO3)、硫化銀ホウ酸銀、シアン化銀臭化銀フッ化銀、過マンガン酸銀(Ag2MnO4)等の無機銀化合物シュウ酸銀シアン酸化銀、乳酸銀トリフルオロ酢酸銀酢酸銀酪酸銀、クエン酸銀安息香酸銀、酪酸銀、けい皮酸銀、ピクリン酸銀サリチル酸銀、酒石酸銀、フタロシアニン銀等の有機銀化合物が挙げられる。

0031

本実施形態の潜熱蓄熱材において、第11族元素が銀である場合、潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度は1.0×105ppm以下であることが望ましい。

0032

銀含有化合物が、硝酸銀(I)である場合、潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度は5.0×10-3ppm以上2.0×103ppm以下であることがより望ましく、8.0×10-2ppm以上1.0×102ppm以下であることがさらに望ましく、5.0×10-1ppm以上40ppm以下であることが特に望ましい。

0033

銀含有化合物が、酸化銀(I)である場合、潜熱蓄熱材中の銀元素の濃度は40ppm以上1.0×105ppm以下であることがより望ましく、55ppm以上5.0×104ppm以下であることがさらに望ましく、75ppm以上4.6×104ppm以下であることが特に望ましい。

0034

本開示の潜熱蓄熱材において、第11族元素が銅である場合、すなわち、第11族元素の化合物が銅含有化合物である場合、銅含有化合物としては、塩化銅(II)(CuCl2)、酸化銅(I)(Cu2O)、酸化銅(II)(CuO)、硝酸銅硫酸銅硫化銅等の無機銅化合物炭酸銅酢酸銅フタロシアニン銅等の有機銅化合物が挙げられる。

0035

本実施形態の潜熱蓄熱材において、第11族元素が銅である場合、潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度は2.0×105ppm以下であることが望ましい。

0036

銅含有化合物が、塩化銅(II)である場合、潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度は1.0×10-5ppm以上2.0×105ppm以下であることがより望ましく、4.0×10-3ppm以上8.0×104ppm以下であることがさらに望ましく、4.0×10-2ppm以上4.7×104ppm以下であることが特に望ましい。

0037

銅含有化合物が、酸化銅(II)である場合、潜熱蓄熱材中の銅元素の濃度は5.0×10-2ppm以上6.0×104ppm以下であることがより望ましく、5.0×10-2ppm以上5.0×104ppm以下であることがさらに望ましく、5.0×10-2ppm以上4.0×104ppm以下であることが特に望ましい。

0038

本実施形態の潜熱蓄熱材における第11族元素の濃度は、調製時の第11族元素の化合物の添加量によって調整でき、さらに酢酸ナトリウム水溶液を用いて調整できる。また、潜熱蓄熱材における第11族元素の量は、濃度範囲に応じて、第11族元素の化合物の添加量から算出(比較的高濃度の場合)する、若しくは潜熱蓄熱材の元素分析(ICP−MS(誘導結合プラズマ質量分析計))等により算出(比較的低濃度の場合)することで特定できる。

0039

本実施形態の潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤以外の成分として公知の各種添加剤を含んでいてもよい。前記添加剤としては、例えば、粘度調整剤整泡剤酸化防止剤脱泡剤砥粒充填剤顔料染料着色剤増粘剤界面活性剤難燃剤可塑剤滑剤帯電防止剤耐熱安定剤、粘着付与剤硬化触媒、安定剤、シランカップリング剤ワックス等の公知のものが使用できる。これらの添加剤は、本開示の目的を阻害しない限り、特にその種類及び使用量を限定するものではない。また、本開示の潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤のみを含有していてもよい。

0040

本実施形態の潜熱蓄熱材は、必要に応じて、不溶成分を除去するために、所望のフィルターを用いてろ過等を行ってもよい。この際使用するフィルターの孔径は、特に限定されないが、核の発生を抑制する点から、1.0μm未満であってもよく、0.50μm未満であってもよい。フィルターは特に限定されず、例えば、ジーエルサイエンス株式会社製のイオンクロマトグラフィー用フィルター(型式:25AI、孔径:0.45μm、商品番号:5040−28522)等を使用できる。

0041

本実施形態の潜熱蓄熱材は、酢酸ナトリウム、水、および過冷却安定化剤を混合することによって調製できる。

0042

次に、実施例を挙げて本開示の潜熱蓄熱材をさらに具体的に説明するが、本開示はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。

0043

[−20℃における過冷却安定性の評価方法
実施例または比較例に係る潜熱蓄熱材(組成物)を、恒温器(装置名:小型超低音恒温器ミニサブゼロ、形式:MC-812、エスペック株式会社製)に入れ、75℃で4時間保持した後、45℃/hの速度で30℃まで降温した。その後、30℃で1時間保持した後50℃/hの速度で−20℃まで降温し、−20℃で12時間保持した。各組成につき6回前記の操作を行い、−20℃下で12時間保持した後に過冷却状態を維持していた回数を全測定回数(6回)で除し100を掛けた値を−20℃での過冷却維持確率と定義する。過冷却状態の維持は、−20℃下で12時間保持した後に、結晶核が発生したか否かを、結晶化に伴う凝固熱サンプル容器側面に貼り付けた熱電対で検知することで判断し、核が発生していない場合(回数)を、過冷却状態を維持したと評価した。

0044

[比較例A1]
酢酸ナトリウムと水からなる酢酸ナトリウム水溶液の過冷却安定性を検討した。
ガラスサンプル瓶に、酢酸ナトリウムの濃度が55wt%となるように、和光純薬工業株式会社製の酢酸ナトリウム三水和物(特級)および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとした。得られた組成物について、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表1に示す。

0045

[比較例A2]
比較例A1と同様の方法で酢酸ナトリウム三水和物および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに酸化チタン(TiO2)を1.1×10-1wt%添加し、75℃で加熱し潜熱蓄熱材(潜熱蓄熱材中のチタン元素の濃度:1.0×102ppm)とした。前記した過冷却安定性の評価方法で、評価したすべての回数において、結晶化が起こり、過冷却安定性を評価できなかった。

0046

[比較例A3]
比較例A1と同様の方法で酢酸ナトリウム三水和物および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに酸化アルミニウム(Al2O3)を4.8wt%添加し、75℃で加熱し、潜熱蓄熱材とした(潜熱蓄熱材中のアルミニウム元素の濃度:3.5×103ppm)。前記した過冷却安定性の評価方法で、評価したすべての回数において、結晶化が起こり、過冷却安定性を評価できなかった。

0047

[比較例A4]
比較例A1と同様の方法で酢酸ナトリウム三水和物および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに酸化鉄(II)(Fe2O3)を6.5×10-3wt%添加し、75℃で加熱し、潜熱蓄熱材とした(潜熱蓄熱材中の鉄元素の濃度:6.0ppm)。前記した過冷却安定性の評価方法で、評価したすべての回数において、結晶化が起こり、過冷却安定性を評価できなかった。

0048

[比較例A5]
比較例A1と同様の方法で酢酸ナトリウム三水和物および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに二酸化ケイ素(SiO2)を4.5×10-2wt%添加し、75℃で加熱し、潜熱蓄熱材とした(潜熱蓄熱材中のSi元素の濃度:3.0×10ppm)。前記した過冷却安定性の評価方法で、評価したすべての回数において、結晶化が起こり、過冷却安定性を評価できなかった。

0049

以下、実施例として過冷却安定化剤の種類や組成比の異なる潜熱蓄熱材を作製し、銀元素または銅元素、水および酢酸ナトリウムの組成重量パーセント濃度)と、潜熱蓄熱材の過冷却安定性との関係を検討した。

0050

[実施例B1]
酢酸ナトリウムを主成分とする酢酸ナトリウム溶液に、硝酸銀(I)を添加することによる過冷却安定性への影響を検討した。具体的には、下記のとおりに行った。
ガラス製サンプル瓶に、酢酸ナトリウムの濃度が55wt%となるように、和光純薬工業株式会社製の酢酸ナトリウム三水和物(特級)および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに硝酸銀を1wt%添加し、75℃で加熱した後、孔径0.45μmのフィルター(型式:25AI、商品番号:5040−28522、ジーエルサイエンス株式会社製)を用いて、不溶成分を除去し、得られた組成物をさらに、酢酸ナトリウム55wt%溶液で3倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表1に示す。

0051

[実施例B2]
実施例B1の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で10倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表1に示す。

0052

[実施例B3]
実施例B2の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で10倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表1に示す。

0053

[実施例B4]
実施例B3の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で10倍に希釈し、蓄熱材組成物とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表1に示す。

0054

[実施例B5]
実施例B4の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で100倍に希釈し、蓄熱材組成物とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表1に示す。

0055

0056

表1の結果をグラフにしたものを図1に示す。

0057

[比較例C1]
次に、酢酸ナトリウムを主成分とする酢酸ナトリウム溶液に、酸化銀(I)を添加することによる過冷却安定性への影響を検討した。具体的には、下記のとおりに行った。
ガラス製サンプル瓶に、酢酸ナトリウムの濃度が55wt%となるように、和光純薬工業株式会社製の酢酸ナトリウム三水和物(特級)および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに酸化銀(I)を30wt%添加し、75℃で加熱することで潜熱蓄熱材を得た。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表2に示す。

0058

[実施例C2]
酸化銀(I)の添加量を10wt%とした点以外は、実施例C1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表2に示す。

0059

[実施例C3]
酸化銀(I)の添加量を5wt%とした点以外は、実施例C1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表2に示す。

0060

[実施例C4]
酸化銀(I)の添加量を1wt%とした点以外は、実施例C1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表2に示す。

0061

[実施例C5]
酸化銀(I)の添加量を0.7wt%とした点以外は、実施例C1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表2に示す。

0062

[実施例C6]
酸化銀(I)の添加量を0.3wt%とした点以外は、実施例C1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表2に示す。

0063

[実施例C7]
実施例C4と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製を行い、その後、孔径0.45μmのフィルター(型式:25AI、商品番号:5040−28522、ジーエルサイエンス株式会社製)を用いて、不溶成分を除去したものを本実施例の潜熱蓄熱材とした。得られた潜熱蓄熱材について、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表2に示す。

0064

[実施例C8]
実施例C7の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で4倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表2に示す。

0065

[実施例C9]
実施例C7の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で7倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表2に示す。

0066

このほか、酢酸ナトリウム濃度を53wt%、および57wt%として同様の実験を行った結果でも、酢酸ナトリウムと水のみからなる潜熱蓄熱材と比べて有意に過冷却維持確率が向上した。

0067

0068

表2の結果をグラフにしたものを図2に示す。

0069

[実施例D1]
次に、酢酸ナトリウムを主成分とする酢酸ナトリウム溶液に、塩化銅(II)を添加することによる過冷却安定性への影響を検討した。具体的には、下記のとおりに行った。
ガラス製サンプル瓶に、酢酸ナトリウムの濃度が55wt%となるように、和光純薬工業株式会社製の酢酸ナトリウム三水和物(特級)および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに塩化銅(II)を30wt%添加し、75℃で加熱することで潜熱蓄熱材を得た。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表3に示す。

0070

[実施例D2]
塩化銅(II)の添加量を10wt%とした点以外は、実施例D1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表3に示す。

0071

[実施例D3]
塩化銅(II)の添加量を5wt%とした点以外は、実施例D1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表3に示す。

0072

[実施例D4]
塩化銅(II)の添加量を3.5wt%とした点以外は、実施例D1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表3に示す。

0073

[実施例D5]
塩化銅(II)の添加量を2wt%とした点以外は、実施例D1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表3に示す。

0074

[実施例D6]
塩化銅(II)の添加量を1wt%とした点以外は、実施例D1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表3に示す。

0075

[実施例D7]
塩化銅(II)の添加量を0.7wt%とした点以外は、実施例D1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表3に示す。

0076

[実施例D8]
実施例D6と同様の方法で、蓄熱材組成物の作製および加熱を行い、その後、孔径0.45μmのフィルター(型式:25AI、商品番号:5040−28522、ジーエルサイエンス株式会社製)を用いて、不溶成分を除去し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表3に示す。

0077

[実施例D9]
実施例D8の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で33倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表3に示す。

0078

[実施例D10]
実施例D9の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で100倍に希釈し潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表3に示す。

0079

[実施例D11]
実施例D10の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で100倍に希釈し、蓄熱材組成物とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表3に示す。

0080

0081

表3の結果をグラフにしたものを図3に示す。

0082

[比較例E1]
次に、酢酸ナトリウムを主成分とする酢酸ナトリウム溶液に、酸化銅(II)を添加することによる過冷却安定性への影響を検討した。具体的には、下記のとおりに行った。
ガラス製サンプル瓶に、酢酸ナトリウムの濃度が55wt%となるように、和光純薬工業株式会社製の酢酸ナトリウム三水和物(特級)および純水からなる組成物を調製した。前記組成物では、酢酸ナトリウムと水との合計重量を6.6gとし、これに酸化銅(II)を30wt%添加し、75℃で加熱することで潜熱蓄熱材を得た。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表4に示す。

0083

[実施例E2]
酸化銅(II)の添加量を5wt%とした点以外は、実施例E1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表4に示す。

0084

[実施例E3]
酸化銅(II)の添加量を1wt%とした点以外は、実施例E1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表4に示す。

0085

[実施例E4]
酸化銅(II)の添加量を0.7wt%とした点以外は、実施例E1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表4に示す。

0086

[実施例E5]
酸化銅(II)の添加量を0.3wt%とした点以外は、実施例E1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表4に示す。

0087

[実施例E6]
酸化銅(II)の添加量を8.0×10-2wt%とした点以外は、実施例E1と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製および過冷却安定性の評価を行った。結果を表4に示す。

0088

[実施例E7]
実施例E4と同様の方法で、潜熱蓄熱材の作製を行い、その後、孔径0.45μmのフィルター(型式:25AI、商品番号:5040−28522、ジーエルサイエンス株式会社製)を用いて、不溶成分を除去し、潜熱蓄熱材とした。得られた潜熱蓄熱材について、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表4に示す。

0089

[実施例E8]
実施例E7の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で4倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表4に示す。

0090

[実施例E9]
実施例E7の潜熱蓄熱材を酢酸ナトリウム55wt%溶液で7倍に希釈し、潜熱蓄熱材とした。このサンプルについて、前記した過冷却安定性の評価方法に従って評価を行った。結果を表4に示す。

0091

0092

表4の結果をグラフにしたものを図4に示す。

実施例

0093

このほか、酢酸ナトリウム濃度を53wt%、および57wt%として同様の実験を行った結果でも、酢酸ナトリウムと水のみからなる潜熱蓄熱材と比べて有意に過冷却維持確率が向上した。

0094

本開示に係る潜熱蓄熱材は、種々の蓄熱装置またはシステムに使用され得る。特に、寒冷地等の−20℃以下(例えば、−40℃〜−20℃)の低温環境下においても、過冷却状態の蓄熱材組成物を安定して保持できることから、例えば、自動車内燃機関またはボイラー廃熱等を熱源とする蓄熱装置に好適に利用される。また、本開示に係る潜熱蓄熱材は、過冷却安定化剤の添加量が微量でも機能するため、蓄熱密度を低下させることなく、−20℃以下(例えば、−40℃〜−20℃)の低温環境下において過冷却状態を安定的に保持し得る点からも、自動車の内燃機関またはボイラーの廃熱等を熱源とする蓄熱装置に好適である。

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