|
===================================== 〔語彙分解〕的な部分一致の検索結果は以下の通りです。 ・ アルカリ金属 ： [あるかりきんぞく] (n) alkali metal ・ 金 ： [きん] 1. (n,n-suf) (1) gold 2. (2) gold general (shogi) (abbr) ・ 金属 ： [きんぞく] 【名詞】 1. metal ・ 熱 ： [ねつ] 1. (n,n-suf) fever 2. temperature ・ 変 ： [へん] 1. (adj-na,n) change 2. incident 3. disturbance 4. strange 5. flat (music) 6. odd 7. peculiar 8. suspicious-looking 9. queer 10. eccentric 1 1. funny 1 ・ 機 ： [き, はた] (n) loom
アルカリ金属熱電変換機''alkali metal thermoelectric converter''(AMTEC)は電気化学的に熱から電気に直接変換する素子である〔N. Weber, "A Thermoelectric Device Based on Beta-Alumina Solid Electrolyte", Energy Conversion 14, 1–8 (1974).〕〔T. K. Hunt, N. Weber, T. Cole, "High Efficiency Thermoelectric Conversion with Beta″-Alumina Electrolytes, The Sodium Heat Engine", Solid State Ionics 5, 263–266 (1981).〕。高効率で動く部品がなく宇宙での用途に使用が想定される〔。1966年に元はフォード社に務めていたJoseph T. Kummerと Neill Weberが発明してアメリカ合衆国の特許、、とに記載される。 900Kから1300Kの熱を加えることにより15から40%の変換効率で直流を発電する。ナトリウムを循環させることで発電する。AMTECの特徴は固体電解質でナトリウムの蒸気が断熱膨張する事でナトリウム原子はナトリウムイオンと電子に分離される。AMTECはナトリウム蒸気の断熱膨張を直接電力に変換する。 変換器は電解質としてナトリウム・硫黄電池に使用されるβアルミナ固体電解質を使用する。 900から1300Kの高温高圧のナトリウム蒸気と400から700Kの低圧状態の凝縮した液体ナトリウムを分離する。単体のセルの開放電圧は1.37Vで出力密度は1350K(1080℃)で0.40W/cm2である。 AMTECセルの効率は実験室では16%に到達した。高電圧多管モジュールは(2009年時点での最先端のコンピュータシミュレーションを使用した)予測では近い将来、20から25%の効率で出力密度は1リットルあたり0.2KWに到達すると予想される。算出された値では作動流体をナトリウムからカリウムに変えれば1100 Kの厚みが1 mm のBASEの管で効率は28%から31%に向上する。さらに開発を進めれば出力密度が向上して効率が35%から40%に向上する事が期待される。カリウムの方がより低温で運転が期待できる。〔R. M. Williams, B. Jeffries Nakamura, M. L. Underwood, M. A. Ryan, D. O'Connor, S. Kikkert (1992) "High Temperature Conductivity of Potassium Beta″ Alumina", Solid State Ionics, V. 53–56, p. 806–810.〕〔R. M. Williams, A. Kisor, M. A. Ryan (1995) "Time Dependence of the High Temperature Conductivity of Sodium and Potassium Beta″ Alumina in Alkali Metal Vapor", J. Electrochem. Soc., V. 142, p. 4246.〕〔R. M. Williams, A. Kisor, M. A. Ryan, B. Jeffries Nakamura, S. Kikkert, D. O'Connor (1995) "Potassium Beta″ Alumina/Potassium/Molybdenum Electrochemical Cells", 29th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference Proceedings, AIAA, Part 2, p. 888.〕〔A. Barkan, T. Hunt, B. Thomas, (1999) "Potassium AMTEC Cell Performance", SAE Technical Paper 1999-01-2702, .〕 AMTECは温度を維持するためにエネルギーの入力が必要で放射性同位体、集光された太陽光、燃焼、原子炉などが使える。全体的なシステムでは現在の集電技術と将来のAMTEC変換効率では最高で14 W/kgに到達が限度であると考えられる。長期運転の信頼性を高めるために運転温度の低温化(600K)と装置全体の小型化と長寿命化が課題である。深宇宙探査では放射性同位体を使用したハイブリッドシステムの設計の使用が予定される。〔R. M. Williams, M. E. Loveland, B. Jeffries-Nakamura, M. L. Underwood, C. P. Bankston, H. Leduc, J. T. Kummer (1990) "Kinetics and Transport at AMTEC Electrodes, I", J. Electrochem. Soc. V. 137, p. 1709.〕〔R. M. Williams, B. Jeffries-Nakamura, M. L. Underwood, C. P. Bankston, J. T. Kummer (1990) "Kinetics and Transport at AMTEC Electrodes II", J. Electrochem. Soc. 137, 1716.〕 The interfacial electrochemical kinetics can be further described quantitatively with a tunneling, diffusion, and desorption model.〔R. M. Williams, M. A. Ryan, C. Saipetch, H. LeDuc (1997) "A Quantitative Tunneling/Desorption Model for the Exchange Current at the Porous Electrode/Beta-Alumina/Alkali Metal Gas Three-Phase Zone at 700-1300", p. 178 in "Solid-State Chemistry of Inorganic Materials", edited by Peter K. Davies, Allan J. Jacobson, Charles C. Torardi, Terrell A. Vanderah, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Volume 453, Pittsburgh, PA.〕〔R. M. Williams, M. A. Ryan, H. LeDuc, R. H. Cortez, C. Saipetch, V. Shields, K. Manatt, M. L. Homer (1998) "A Quantitative Model for the Exchange Current of Porous Molybdenum Electrodes on Sodium Beta-Alumina in Sodium Vapor", paper 98-1021, Intersociety Energy Conversion Engineering Proceedings, Colorado Springs, Colorado, (1998).〕 A reversible thermodynamic cycle for AMTEC shows that it is, at best, slightly less efficient than a Carnot cycle.〔C. B. Vining, R. M. Williams, M. L. Underwood, M. A. Ryan, J. W. Suitor (1993) "Reversible Thermodynamic Cycle for AMTEC Power Conversion", J. Electrochem. Soc. V. 140, p. 2760.〕 宇宙用システムでのAMTECの適用が検討されている。+25%以上の効率になれば発電費用は$350/kWになり、炉や給湯器や キャンピングカーの電源を含む多様な分散型電源でAMTECは広範囲な普及が期待される。パイプラインの、油井施設からの遠隔測定法に適用が検討される。潜在的な廃熱の有効利用により熱電併給で発電単価を引き下げる事が期待できる。 == 出典 == * Direct Thermal to Electric Conversion Through the Na+ and K+ Solid Electrolytes in AMTEC Devices * Mo/Na,TiOz Mixed Conducting Electrodes for the Alkali Metal Thermal to Electric Converter * High Energy Utilization, Co-generation Nuclear Power Plants with Static Energy Conversion 抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア（Wikipedia）』 ■ウィキペディアで「アルカリ金属熱電変換機」の詳細全文を読む スポンサード リンク
|