| 研究概要 |
物質の過冷却現象を利用することで、貯蔵された熱の抽出が需要に応じて可能な蓄熱技術を開発するために、潜熱蓄熱材の候補となる数種の物質に対し、容器に対する濡れ性が過冷却度に及ぼす影響を定量化し、潜熱蓄熱材としての応用性を評価した。
具体的には、蓄熱材候補物質を材質の異なる数種の容器に充填し、環境試験器で完全に融解させた後に、一定の緩慢な温度変化速度で冷却して凝固開始温度を測定することにより、濡れ性と最大過冷却度との関係を定量化した。蓄熱材候補物質には、有機化合物としてポリエチレングリコール(重量平均分子量7300～10200,示差走査熱量計(DSC)による融点57.1℃)、D-スレイトール(同87.0℃)を、また無機化合物として燐酸水素ニナトリウム十二水和物(同35.5℃)を使用した。試験容器には、ガラス、アルミニウムや銅、ポリプロピロレン樹脂、フッ素樹脂を用いた。その結果、各物質の容器への濡れ性と最大過冷却度との関係を線形関数で近似させることができた。濡れ性の違いによる最大過冷却度の変化は、最大過冷却度の大きなスレイトールが最も大きく、過冷却蓄熱材としての応用性も高いものと考えられた。
高分子量のポリエチレングリコールや糖アルコールは給湯・暖房温度に適した安全な相変化蓄熱材として有望視されている。本研究結果によれば、カプセル型蓄熱材の最大過冷却度を接触面の材質あるいは表面性状によって制御できるので、相変化蓄熱材の最適設計に有用な知見となる。
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