TOP > 国内特許検索 > 機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法、レアメタルを剥離する方法、及び、機械的及び電気化学的キャビテーションの発生装置

機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法、レアメタルを剥離する方法、及び、機械的及び電気化学的キャビテーションの発生装置 新技術説明会

国内特許コード P170014743
整理番号 (S2015-1776-N0)
掲載日 2017年12月21日
出願番号 特願2017-502344
出願日 平成28年2月22日(2016.2.22)
国際出願番号 JP2016055016
国際公開番号 WO2016136656
国際出願日 平成28年2月22日(2016.2.22)
国際公開日 平成28年9月1日(2016.9.1)
優先権データ
  • 特願2015-034142 (2015.2.24) JP
発明者
  • 吉村 敏彦
出願人
  • 学校法人東京理科大学
発明の名称 機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法、レアメタルを剥離する方法、及び、機械的及び電気化学的キャビテーションの発生装置 新技術説明会
発明の概要 機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法、発生した機械的及び電気化学的キャビテーションを利用してレアメタルを剥離する方法、及び、機械的及び電気化学的キャビテーションの発生装置を発生させる方法を提供する。機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法では、水(W1)中に浸漬させた噴射ノズル(20)からウォータージェットを噴射させると共に、ウォータージェットの噴射に伴い生じる流動キャビテーションに対して、前記流動キャビテーションが膨張可能な、前記流動キャビテーションの流速が所定の移動速度以下になる位置に超音波(U1)を照射して、機能的作用と電気化学的作用との両方を有するキャビテーション(MFC)を発生させる。
従来技術、競合技術の概要

震災後、特に原子力発電の有用性や安全性、放射能汚染等の問題が注目されている。また火力発電における二酸化炭素の排出を抑えて、化石資源に依存しない持続可能な社会を構築するためには、再生可能エネルギーの有効利用が必須である。特に再生可能エネルギーの中でも最も膨大である太陽エネルギーの利用は非常に重要であるが、その利用技術は限定されている。太陽エネルギーの利用としては、例えば、太陽光発電、太陽熱、バイオマス、人口光合成等がある。


水素は、二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギーに転換することができる。水素は酸素と反応して、電力と熱と水を発生する。水素は、エネルギーを生み出す効率が高く、用途は自動車から発電設備の燃料まで幅広い。酸化物半導体を用いた光触媒や光電極で水を直接分解して、水素と酸素を製造する太陽光水素製造技術は低コストであり、将来の水素社会実現に向けて活発に研究が推進されている。


光触媒分野では、様々な光触媒材料(酸化物半導体)が研究されている。酸化チタンは低コストで、光電極や光触媒の材料として太陽エネルギー変換材料への応用が注目されている。TiO光触媒反応は、350nmの波長の光(紫外線)が有効であるという特徴をもっている。しかしながら、太陽光には紫外線は僅かしか含まれておらず、効率的なエネルギー変換のためには、太陽エネルギーの半分を占める可視光を利用することが不可欠である。酸化チタンを装飾して可視光応答性を持たせる研究は盛んに行われており、また、金属の表面を改質する研究も行われている(特許文献1参照)。

産業上の利用分野

本発明は、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法、レアメタルを剥離する方法、機械的及び電気化学的キャビテーションの発生装置、及び、重水素の核融合反応を発生させる方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
水中に浸漬させた噴射ノズルからウォータージェットを噴射させると共に、前記ウォータージェットの噴射に伴い生じる流動キャビテーションに対して、前記流動キャビテーションが膨張可能な、前記流動キャビテーションの流速が所定の移動速度以下になる位置に超音波を照射して、前記超音波の照射で膨張・収縮を繰り返すことにより生ずる、高温反応場を含んだ前記流動キャビテーションの前記高温反応場を前記噴射ノズルから離間した位置に分布させる、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法。

【請求項2】
前記流動キャビテーションの移動速度は、5m/s以下である請求項1に記載の、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法。

【請求項3】
前記超音波の周波数は、20kHz以上33kHz以下である請求項1に記載の、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法。

【請求項4】
前記超音波を照射する超音波照射素子から前記ウォータージェットまでの距離は、前記超音波の5波長以下である請求項1又は請求項2に記載の、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法。

【請求項5】
前記噴射ノズルから噴射される前記ウォータージェットを被衝突物に衝突させることによって前記被衝突物の周辺に生じる2次噴流の流動キャビテーションに対して、前記超音波を照射することにより、高温反応場を含んだ前記流動キャビテーションの前記高温反応場を、前記被衝突物の周辺に発生させる請求項1~請求項4のいずれかに記載の、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法。

【請求項6】
請求項1~請求項5のいずれかに記載の、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法により発生した機械的及び電気化学的キャビテーションを、物質に衝突させて、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法。

【請求項7】
前記物質は、ルチル型又はアナターゼ型の結晶構造を有する酸化チタン、白金、及び、酸化ニッケルのうちから選択された少なくとも1つにより構成され、
前記酸化チタンの粒子は、100nm以上400nm以下の粒径を有し、
前記白金、又は、前記酸化ニッケルの粒子は、0.1μm以上85μm以下の粒径を有する、請求項6に記載の、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法。

【請求項8】
前記物質の表面において、ガス吸着が少なく、耐酸化性及び耐食性が高い不活性表面を生成する、請求項6に記載の、物質の表面の幾何学的形状および電気化学的性質を変化させる方法。

【請求項9】
請求項1~請求項5のいずれかに記載の、機械的及び電気化学的キャビテーションを発生させる方法により発生した機械的及び電気化学的キャビテーションを、レアメタルが蒸着された被覆物の表面に衝突させて、前記被覆物の表面から前記レアメタルを剥離する方法。

【請求項10】
水中に浸漬されウォータージェットを噴射する噴射ノズルと、
前記ウォータージェットの噴射に伴い生じる流動キャビテーションに対して、前記流動キャビテーションが膨張可能な、前記流動キャビテーションの流速が所定の移動速度以下になる位置に超音波を照射して、前記超音波の照射で膨張・収縮を繰り返すことにより生ずる、高温反応場を含んだ前記流動キャビテーションの前記高温反応場を前記噴射ノズルから離間した位置に分布させる超音波照射素子と、を備える、機械的及び電気化学的キャビテーションの発生装置。

【請求項11】
重水もしくは重水素を含む液体に浸漬させた噴射ノズルから重水もしくは重水素を含む液体を噴射させると共に、前記重水もしくは重水素を含む液体の噴射に伴い生じる流動キャビテーションに対して、前記流動キャビテーションが膨張可能な、前記流動キャビテーションの流速が所定の移動速度以下になる位置に超音波を照射して、前記超音波の照射で膨張・収縮を繰り返すことにより生ずる、高温反応場を含んだ前記流動キャビテーションの前記高温反応場を前記噴射ノズルから離間した位置に分布させ、キャビテーションの崩壊により重水素の核融合反応を発生させる方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

※ 画像をクリックすると拡大します。

JP2017502344thum.jpg
出願権利状態 公開
上記の特許・技術に関心のある方は、下記問合せ先にご相談下さい。


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close