(57)【要約】【課題】本開示は、新規な発熱方法、並びに同方法を実施することができる乗り物及び発熱装置を提供することを目的とする。【解決手段】本開示の発熱方法は、（Ａ）第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態の発熱材料を、電力によって還元して、第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態の発熱材料を得ること、及び（Ｂ）酸素源を供給して前記第２の状態の発熱材料を酸化して、前記第１の状態の発熱材料を得、それに伴って熱を発生させることを含む。【選択図】図１
2020085321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態の発熱材料を、電力によって還元して、第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態の発熱材料を得ること、及び
（Ｂ）酸素源を供給して前記第２の状態の発熱材料を酸化して、前記第１の状態の発熱材料を得、それに伴って熱を発生させることを含む、
発熱方法。
【請求項２】
前記工程（Ａ）及び前記工程（Ｂ）の組み合わせを反復的に行うことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸素源が、大気中の酸素である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程（Ａ）における還元を、
前記第１の状態の発熱材料に電子及び水を供給して、前記第２の状態の発熱材料を得るとともに、水酸化物イオンを生成させること、及び
生成した水酸化物イオンから電子を取り出して水と酸素を生成すること
によって行う、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の状態の発熱材料及び前記第２の状態の発熱材料が、ペロブスカイト型結晶構造又はカゴメ構造を有している、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、自己発熱開始温度まで加熱することを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記工程（Ｂ）を行わないときには、前記第２の状態の発熱材料を前記酸素源から隔離することを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
乗り物において行う、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法によって熱を発生する発熱装置、
前記発熱装置に酸素源を供給する酸素源供給装置、及び
前記発熱装置に供給するための電力を乗り物の外部から受けるための充電口
を備えている、乗り物。
【請求項１０】
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、少なくとも前記第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するヒーターを更に備えている、請求項９に記載の乗り物。
【請求項１１】
前記ヒーターを作動させるための電力を供給する加熱用バッテリー
を更に備えている、請求項１０に記載の乗り物。
【請求項１２】
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、少なくとも前記第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、前記加熱用バッテリーの充放電によって生じた前記加熱用バッテリーの熱を、前記第２の状態の発熱材料に移送するための熱移送装置
を更に備えている、請求項１１に記載の乗り物。
【請求項１３】
駆動用バッテリー、及び
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、少なくとも前記第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、前記駆動用バッテリーの充放電によって生じた前記駆動用バッテリーの熱を、前記第２の状態の発熱材料に移送するための熱移送装置
を更に備えている、請求項９又は１０に記載の乗り物。
【請求項１４】
第１の集電体層、発熱層、電解質層、触媒層、及び第２の集電体層をこの順に有しており、
前記発熱層は、発熱材料を含有しており、
前記発熱材料は、
（ｉ）電子及び水を供給して還元することにより、第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態から第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態に変化し、それに伴って水酸化物イオンを生成し、かつ
（ｉｉ）酸素源を供給して酸化することにより、前記第２の状態から前記第１の状態に変化し、それに伴って熱を発生させ、
前記電解質層は、水を含有しており、かつ水酸化物イオン伝導性を有しており、かつ
前記触媒層は、前記発熱材料を還元する際に生成する水酸化物イオンから電子を取り出して酸素と水を生成する反応を促進する触媒を含有している、
発熱装置。
【請求項１５】
前記発熱材料が、高温発熱材料、及び前記高温発熱材料よりも自己発熱開始温度が低い低温発熱材料を含有している、請求項１４に記載の発熱装置。
【請求項１６】
前記低温発熱材料が、その自己発熱開始温度以上に加熱されたときに、前記高温発熱材料の自己発熱開始温度以上の温度まで自己発熱する、請求項１５に記載の発熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発熱方法、発熱方法を行うことができる乗り物、及び発熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物質に熱を蓄え、必要に応じて蓄えた熱を放出する、蓄熱装置が知られている。このような蓄熱装置では、例えば比熱の大きい物質を利用する顕熱蓄熱、物質の融解・蒸発等における転移熱を利用する潜熱蓄熱、及び物質の化学反応に伴う発熱・吸熱を利用する化学蓄熱等を行うことが知られている。
【０００３】
具体的な蓄熱装置及び蓄熱システムは、例えば以下の特許文献１〜３に開示されている。
【０００４】
特許文献１は、蓄熱温度をＴ、化学反応におけるエンタルピーの変化量をΔＨ、エントロピーの変化量をΔＳ、自由エネルギーの変化量をΔＧとしたとき、ΔＨ＞０の条件下で、ＴΔＳ≧ΔＧの関係を満たす蓄熱材を用い、蓄熱材の分解または分離により蓄熱状態の蓄熱材にする時に、補助エネルギーを加えて蓄熱材を蓄熱状態の蓄熱材にする反応を促進する、蓄熱方法を開示している。また、同文献において、補助エネルギーの例として、電気を用いることを開示している。
【０００５】
また、特許文献２は、車両廃熱を貯蔵しておき、熱利用時に貯蔵した熱エネルギーを使う蓄熱システムの一例を開示している。
【０００６】
更に、特許文献３は、熱源から供給される熱エネルギーを蓄積する蓄熱システムの一例を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４９０８６号公報
【特許文献２】特開２００９−５７９３３号公報
【特許文献３】特許第５９２３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の蓄熱方法として、比熱の大きい物質を利用する顕熱蓄熱、物質の融解・蒸発等における転移熱を利用する潜熱蓄熱、及び物質の化学反応に伴う発熱・吸熱を利用する化学蓄熱等が知られている。これらの蓄熱方法は、いずれも熱エネルギーを蓄積し、熱エネルギーを放出する方法である。
【０００９】
これに対して、本開示は、新規な発熱方法、並びに同方法を実施することができる乗り物及び発熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示者は、以下の手段により上記課題を達成することができることを見出した：
《態様１》
（Ａ）第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態の発熱材料を、電力によって還元して、第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態の発熱材料を得ること、及び
（Ｂ）酸素源を供給して前記第２の状態の発熱材料を酸化して、前記第１の状態の発熱材料を得、それに伴って熱を発生させることを含む、
発熱方法。
《態様２》
前記工程（Ａ）及び前記工程（Ｂ）の組み合わせを反復的に行うことを含む、態様１に記載の方法。
《態様３》
前記酸素源が、大気中の酸素である、態様１又は２に記載の方法。
《態様４》
前記工程（Ａ）における還元を、
前記第１の状態の発熱材料に電子及び水を供給して、前記第２の状態の発熱材料を得るとともに、水酸化物イオンを生成させること、及び
生成した水酸化物イオンから電子を取り出して水と酸素を生成すること
によって行う、態様１〜３のいずれか一項に記載の方法。
《態様５》
前記第１の状態の発熱材料及び前記第２の状態の発熱材料が、ペロブスカイト型結晶構造又はカゴメ構造を有している、態様１〜４のいずれか一項に記載の方法。
《態様６》
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、自己発熱開始温度まで加熱することを含む、態様１〜５のいずれか一項に記載の方法。
《態様７》
前記工程（Ｂ）を行わないときには、前記第２の状態の発熱材料を前記酸素源から隔離することを含む、態様１〜６のいずれか一項に記載の方法。
《態様８》
乗り物において行う、態様１〜７のいずれか一項に記載の方法。
《態様９》
態様８に記載の方法によって熱を発生する発熱装置、
前記発熱装置に酸素源を供給する酸素源供給装置、及び
前記発熱装置に供給するための電力を乗り物の外部から受けるための充電口
を備えている、乗り物。
《態様１０》
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、少なくとも前記第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するヒーターを更に備えている、態様９に記載の乗り物。
《態様１１》
前記ヒーターを作動させるための電力を供給する加熱用バッテリー
を更に備えている、態様１０に記載の乗り物。
《態様１２》
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、少なくとも前記第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、前記加熱用バッテリーの充放電によって生じた前記加熱用バッテリーの熱を、前記第２の状態の発熱材料に移送するための熱移送装置
を更に備えている、態様１１に記載の乗り物。
《態様１３》
駆動用バッテリー、及び
前記工程（Ｂ）を行う前に、前記第２の状態の発熱材料を、少なくとも前記第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、前記駆動用バッテリーの充放電によって生じた前記駆動用バッテリーの熱を、前記第２の状態の発熱材料に移送するための熱移送装置
を更に備えている、態様９又は１０に記載の乗り物。
《態様１４》
第１の集電体層、発熱層、電解質層、触媒層、及び第２の集電体層をこの順に有しており、
前記発熱層は、発熱材料を含有しており、
前記発熱材料は、
（ｉ）電子及び水を供給して還元することにより、第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態から第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態に変化し、それに伴って水酸化物イオンを生成し、かつ
（ｉｉ）酸素源を供給して酸化することにより、前記第２の状態から前記第１の状態に変化し、それに伴って熱を発生させ、
前記電解質層は、水を含有しており、かつ水酸化物イオン伝導性を有しており、かつ
前記触媒層は、前記発熱材料を還元する際に生成する水酸化物イオンから電子を取り出して酸素と水を生成する反応を促進する触媒を含有している、
発熱装置。
《態様１５》
前記発熱材料が、高温発熱材料、及び前記高温発熱材料よりも自己発熱開始温度が低い低温発熱材料を含有している、態様１４に記載の発熱装置。
《態様１６》
前記低温発熱材料が、その自己発熱開始温度以上に加熱されたときに、前記高温発熱材料の自己発熱開始温度以上の温度まで自己発熱する、態様１５に記載の発熱装置。
【発明の効果】
【００１１】
本開示によれば、新規な発熱方法、並びに同方法を実施することができる乗り物及び発熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本開示の方法の１つの実施形態を示す概念図である。
【図２】図２は、本開示の方法の１つの実施形態のある具体例における工程（Ａ）を示す概念図である。
【図３】図３は、本開示の方法の１つの実施形態の他の具体例における工程（Ｂ）を示す概念図である。
【図４】図４は、本開示の乗り物の第１の実施形態を示す模式図である。
【図５】図５は、本開示の乗り物の第２の実施形態を示す模式図である。
【図６】図６は、本開示の乗り物の第３の実施形態を示す模式図である。
【図７】図７は、本開示の乗り物の第４の実施形態を示す模式図である。
【図８】図８は、本開示の乗り物の第５の実施形態を示す模式図である。
【図９】図９は、本開示の発熱装置の１つの実施形態を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本開示の発熱装置の１つの実施形態において、工程（Ａ）を実施している状態を示す模式図である。
【図１１】図１１は、図９に示される本開示の発熱装置の１つの実施形態において、工程（Ｂ）を実施している状態を示す模式図である。
【図１２】図１２は、発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７＋δの還元及び酸化ピークを示すサイクリックボルタモグラムである。
【図１３】図１３は、発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７の熱重量測定（ＴＧ）結果及び示差走査熱量測定（ＤＳＣ）結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。
【００１４】
《発熱方法》
本開示の発熱方法は、以下の工程（Ａ）及び工程（Ｂ）を有する：
（Ａ）第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態の発熱材料を、電力によって還元して、第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態の発熱材料を得ること、及び
（Ｂ）酸素源を供給して第２の状態の発熱材料を酸化して、第１の状態の発熱材料を得、それに伴って熱を発生させること。
【００１５】
原理によって限定されるものではないが、本開示の発熱方法の原理は、以下のとおりである。
【００１６】
本開示の発熱方法では、電気的エネルギーを、熱エネルギーを介さずに直接に化学エネルギーとして蓄積し、かつ蓄積した化学エネルギーを、電気的エネルギーを介さずに直接に熱エネルギーとして放出する。
【００１７】
具体的には、本開示の発熱方法では、金属酸化物を電気エネルギーによって還元して、より酸化数の小さい金属酸化物にすることにより、電気エネルギーを化学エネルギーとして蓄積している。また、酸化数の少ない金属酸化物を酸化してより酸化数の大きい金属酸化物にし、それに伴って反応熱を放出させることにより、化学エネルギーを熱エネルギーとして放出している。
【００１８】
本開示の発熱方法では、上記の工程（Ａ）及び（Ｂ）を行うことにより、電気エネルギーを、熱エネルギーを介さずに直接に化学エネルギーとして蓄積し、かつ化学エネルギーを、電気エネルギーを介さずに直接に熱エネルギーとして放出することができる。
【００１９】
本開示の発熱方法は、工程（Ａ）及び工程（Ｂ）の組み合わせを反復的に行うことを含むことが好ましい。
【００２０】
工程（Ａ）及び工程（Ｂ）の組み合わせを反復的に行うことにより、本開示の発熱方法を繰り返し利用することができる。なお、工程（Ａ）及び工程（Ｂ）の組み合わせを反復的に行う場合、工程（Ｂ）において得られる第１の状態の発熱材料が含有している金属の酸化数は、この工程（Ｂ）の直前に行った工程（Ａ）における第１の状態の発熱材料が含有している金属の酸化数と同じであってもよく、同じでなくてもよい。
【００２１】
本開示の発熱方法は、乗り物において行うことができる。本開示の発熱方法は、本開示の発熱方法を行うことができる装置を備えている任意の乗り物において行うことができる。この様な乗り物としては、例えば本開示の発熱方法を行うことができる装置を備えている自動車、列車、飛行機、及び船舶等を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００２２】
本開示の発熱方法は、電気エネルギーを駆動力とする乗り物、例えば電気自動車において行うのがより好ましい。電気自動車は、駐車中に外部電源より駆動用バッテリーを充電するため、この駐車中の充電に合わせて外部電源より電力を供給して工程（Ａ）を行い、かつ電気自動車の走行中には走行風として車内に取り込んだ空気中の酸素を酸素源として工程（Ｂ）を行うことができる。
【００２３】
本開示の乗り物の具体的な構成は、例えば以下で乗り物に関して示すとおりである。
【００２４】
以下では、本開示の方法の工程（Ａ）及び（Ｂ）について、より詳細に説明する。
【００２５】
〈工程（Ａ）〉
本開示の発熱方法における工程（Ａ）では、第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態の発熱材料を、電力によって還元して、第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態の発熱材料を得る。なお、第１の酸化状態の金属の酸化数は、第２の酸化状態の金属の酸化数よりも大きい。
【００２６】
工程（Ａ）では、第１の状態の発熱材料を電力によって還元して第２の状態の発熱材料を得ることにより、電気エネルギーが直接に化学エネルギーとして発熱材料に蓄積される。
【００２７】
図１（ａ）は、本開示の発熱方法の第１の実施形態における工程（Ａ）を示す概念図である。図１（ａ）に示すように、本開示の発熱方法の一つの実施形態における工程（Ａ）では、発熱材料１に電力を供給し、それによって発熱材料１を還元する。この還元に伴い、発熱材料１からＯ２が放出される。
【００２８】
この還元において、発熱材料１は、一部の酸素原子を失い、第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態から、第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態になる。
【００２９】
なお、図１（ａ）は、説明のため、酸素原子が発熱材料１からＯ２として直接放出されているように記載しているが、本開示の発熱方法における工程（Ａ）をそのような態様に限定するものではない。
【００３０】
工程（Ａ）における還元は、電力によって発熱材料を還元することができる任意の方法を用いることができる。
【００３１】
図２は、本開示の発熱方法の１つの実施形態のある具体例における工程（Ａ）を示す概念図である。図２に示すように、本開示の発熱方法の１つの実施形態のある具体例における工程（Ａ）では、発熱材料１に電子及び水を供給して、発熱材料１を還元し、これに伴い、水酸化物イオンを生成している。生成された水酸化物イオンは、例えば触媒により、水と酸素に分解されることにより、電子を放出する。この還元において、第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態の発熱材料は、酸素原子を失い、第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態の発熱材料が得られる。
【００３２】
すなわち、この工程（Ａ）における還元は、例えば以下の式（ａ−１）のように行い、生成した水酸化物イオンは、例えば以下の式（ａ−２）のようにして酸素に転化させることができる。以下の式（ａ−２）の反応式は、水酸化物イオンを水と酸素に分解することができる触媒を作用させて行うことが好ましい。
【００３３】
【数１】
2020085321.tif 000003
【００３４】
【数２】
2020085321.tif 000004
【００３５】
ここで、Ｍは一種又は複数種の金属であってよい。
【００３６】
この反応では、金属酸化物ＭＯｘが、電子を受け取って還元され、より酸化数の少ない金属酸化物ＭＯ（ｘ−ｎ）が得られる。この反応において、電気エネルギーは熱エネルギーを介さずに直接に化学エネルギーとして金属酸化物に蓄積される。
【００３７】
このような反応式（ａ−１）及び（ａ−２）による還元を行うことができる具体的な発熱装置の構成は、例えば以下で本開示の発熱装置に関して記載した構成を挙げることができるが、これに限定されない。
【００３８】
〈工程（Ｂ）〉
本開示の発熱方法における工程（Ｂ）では、酸素源を供給して第２の状態の発熱材料を酸化して、第１の状態の発熱材料を得、それに伴って熱を発生させる。
【００３９】
工程（Ｂ）では、第２の状態の発熱材料が酸化されて第１の状態の発熱材料となるに伴って反応熱が発生することにより、発熱材料に蓄積されていた化学エネルギーが直接に熱エネルギーとして放出される。
【００４０】
図１（ｂ）は、本開示の発熱方法の１つの実施形態における工程（Ｂ）を示す概念図である。図１（ｂ）に示すように、本開示の発熱方法の１つの実施形態における工程（Ｂ）では、発熱材料１に酸素源としてのＯ２を供給し、それによって発熱材料を酸化し、それに伴って熱を発生させる。この酸化において、第２の状態の発熱材料は、酸素源から酸素原子を受け取ることにより酸化されて、第１の状態の発熱材料が得られる。
【００４１】
なお、図１（ｂ）は、説明のため酸素源としてＯ２を用いているが、本開示の発熱方法における工程（Ｂ）をそのような態様に限定するものではない。
【００４２】
本開示の発熱方法において、工程（Ｂ）を行う前に、第２の状態の発熱材料を、自己発熱開始温度まで加熱することが好ましい。
【００４３】
ここで、自己発熱とは、第２の状態の発熱材料が酸化される際の反応熱によって、第２の状態の発熱材料が急速な反応速度で酸化されて反応熱を連鎖的に発生させている状態をいう。また、自己発熱開始温度とは、第２の状態の発熱材料が自己発熱を開始するための最低温度である。
【００４４】
図３は、本開示の方法の１つの実施形態の他の具体例における工程（Ｂ）を示す概念図である。図３に示すように、この工程（Ｂ）では、発熱材料１に熱を加えて、自己発熱開始温度まで加熱する。自己発熱開始温度まで加熱された発熱材料１は、酸素源から酸素原子を受け取って酸化されつつ、自己発熱して、加えられた熱よりも大きい熱量の熱を放出する。この酸化において、第２の状態の発熱材料は、酸素源から酸素原子を受け取ることにより酸化されて、第１の状態の発熱材料になる。
【００４５】
本開示の発熱方法において、工程（Ｂ）では、酸素源によって金属酸化物ＭＯ（ｘ−ｎ）を酸化して、より酸化数の大きい金属酸化物ＭＯｘを得ると共に反応熱を放出させることにより、化学エネルギーを直接に熱エネルギーとして放出している。具体的な反応は、例えば以下の式（ｂ）のとおりである。
【００４６】
【数３】
2020085321.tif 000005
【００４７】
この反応では、金属酸化物であるＭＯ（ｘ−ｎ）が酸素と反応してより酸化数の大きい金属酸化物ＭＯｘになる際の反応熱が得られており、化学エネルギーが電気エネルギーを介さずに直接に熱エネルギーに変換されている。
【００４８】
本開示の発熱方法において、工程（Ｂ）を行わないときには、第２の状態の発熱材料を酸素源から隔離することが好ましい。
【００４９】
工程（Ｂ）を行わないときに第２の状態の発熱材料が酸素源と接していると、発熱材料と酸素源の組み合わせによっては、発熱材料の酸化が進行してしまい、工程（Ｂ）を行う際に、発熱材料のうち第２の状態にあるものの量が少なくなってしまい、工程（Ａ）によって蓄積した化学エネルギーにロスが生じてしまう場合がある。工程（Ｂ）を行わないときに、第２の状態の発熱材料を酸素源から隔離することにより、発熱材料を第２の状態に維持しやすくすることができるため、工程（Ａ）によって蓄積した化学エネルギーをより効率よく利用することができる。
【００５０】
第２の状態の発熱材料を酸素源から隔離する方法は、第２の状態の発熱材料に酸素源が接しないようにする任意の方法であってよい。第２の状態の発熱材料を酸素源から隔離する方法としては、例えば、酸素源が気体である場合には、第２の状態の発熱材料を、酸素源を含まない雰囲気下、例えば希ガスや窒素等の不活性ガス雰囲気下又は真空雰囲気下に置くことが考えらえる。あるいは、この場合には、単に第２の状態の発熱材料を容器内に封止することができる。
【００５１】
なお、工程（Ｂ）を行わないときとは、例えば工程（Ａ）を行って電気エネルギーを化学エネルギーとして蓄積してから工程（Ｂ）を開始する前、例えば暖房等のための熱エネルギーが必要となるまでの間であってよく、工程（Ｂ）を終了させるとき、又は工程（Ｂ）を終了させた後等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５２】
〈発熱材料〉
本開示の発熱方法に用いられる発熱材料は、酸化状態（すなわち酸化数が０よりも大きい状態）の金属を含有しており、還元によって第１の酸化状態から第２の酸化状態になり、かつ酸化によって第２の酸化状態から第１の酸化状態になるに伴って反応熱を発生させる材料である。このような発熱材料は、酸化還元によって酸素を貯蔵及び放出する性質を有していることから、酸素貯蔵材料としても言及することができる。
【００５３】
第２の酸化状態の発熱材料を酸化させることにより発生する反応熱の熱量は、体積エネルギー密度で、３００ｋＪ／Ｌ以上、５００ｋＪ／Ｌ以上、１０００ｋＪ／Ｌ以上、１５００ｋＪ／Ｌ以上、２０００ｋＪ／Ｌ以上、３０００ｋＪ／Ｌ以上、４０００ｋＪ／Ｌ以上、５０００ｋＪ／Ｌ以上、又は８０００ｋＪ／Ｌ以上であってよく、また１５０００ｋＪ／Ｌ以下、１２０００ｋＪ／Ｌ以下、１００００ｋＪ／Ｌ以下、又は８０００ｋＪ／Ｌ以下、６０００ｋＪ／Ｌ以下、５０００ｋＪ／Ｌ以下、４０００ｋＪ／Ｌ以下、又は３０００ｋＪ／Ｌ以下であってよい。
【００５４】
ここで、第１の酸化状態とは、第２の酸化状態よりも金属の酸化数が大きい状態を意味しており、かつ第２の酸化状態とは、第１の酸化状態よりも金属の酸化数が小さい状態を意味している。すなわち、第１の酸化状態及び第２の酸化状態は、互いの状態における金属の酸化数の大小関係を示しているにすぎず、金属が特定の酸化数にあることを意味するものではない。
【００５５】
したがって、例えば、発熱材料が式ＭＯｘで表される金属酸化物である場合、工程（Ａ）において、第１の酸化状態の金属であるＭＯｘを還元して第２の酸化状態の金属であるＭＯ（ｘ−ｎ）を得た後、工程（Ｂ）においてＭＯ（ｘ−ｎ）を酸化して、ＭＯ（ｘ−ｎ＋ｍ）（ここで、ｍ及びｎは、互いに異なる正の数）が得られた場合、ＭＯｘとＭＯ（ｘ−ｎ＋ｍ）とは互いに酸化数が異なるが、いずれも第２の酸化状態の金属であるＭＯ（ｘ−ｎ）よりも金属の酸化数が大きく、第１の酸化状態に該当する。
【００５６】
本開示の発熱方法に用いられる発熱材料は、具体的には例えばペロブスカイト型結晶構造又はカゴメ構造を有している金属酸化物であってよい。これらの結晶構造を有する金属酸化物は、結晶構造が安定であり、酸化還元反応により酸素が結晶構造中から脱離しても結晶構造が維持されやすい。そのため、本開示の発熱方法における工程（Ａ）及び工程（Ｂ）の組み合わせを反復的に行った場合の発熱材料の性能、すなわち電気エネルギーを化学エネルギーとして蓄積し、化学エネルギーを熱エネルギーとして放出する性能が維持されやすい。
【００５７】
本開示の発熱方法に用いられる発熱材料は、更に具体的には、第１の状態において、ＹＢａＣｏ４Ｏ８．５、ＹＣｒ１−ｘＰｘＯ４（Ｘ：０、０．３、０．５、又は０．７）、ＢａＹＭｎ２Ｏ５＋δ、Ｃａ２ＡｌＭｎＯ５＋δ、ＢａＬｎＭｎ２Ｏ５＋δ（Ｌｎ：Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｅｒ、及び／又はＹ）等の組成式を有する金属酸化物であってよい。
【００５８】
発熱材料としては、自己発熱開始温度が１００℃以下の材料を用いることが好ましく、したがって、例えば、ＹＣｒ０．３Ｐ０．７Ｏ４（自己発熱温度約７０℃）等を用いることが好ましい。
【００５９】
〈酸素源〉
本開示の発熱方法に用いられる酸素源としては、第２の状態の発熱材料に酸素を供給して酸化することにより第１の状態の発熱材料を得るに伴い反応熱が得られる任意の酸素源を用いることができる。
【００６０】
酸素源としては、例えば酸素、オゾン、ＮＯｘ、ＳＯｘ等の酸化剤としての性質を有する気体を用いることができる。ここで、ＮＯｘは、ＮＯ、ＮＯ２、及びＮ２Ｏ等の窒素酸化物であり、ＳＯｘは、ＳＯ２及びＳＯ３等の硫黄酸化物である。酸素源は、大気中に存在するこれらの気体、特に酸素であることが好ましい。
【００６１】
また、本開示の発熱方法を、エンジンを搭載している自動車等において使用する場合には、排ガス中のＮＯｘ、又はＳＯｘ等を酸素源として利用してもよい。
【００６２】
《乗り物》
以下に、本開示の発熱方法を行うことができる乗り物の例を挙げるが、本開示の発熱方法を行うことができる乗り物は、以下の構成に限定されない。
【００６３】
本開示の発熱方法を行うことができる乗り物の一例は、本開示の方法によって熱を発生する発熱装置、発熱装置に酸素源を供給する酸素源供給装置、及び発熱装置に供給するための電力を乗り物の外部から受けるための充電口を備えている。
【００６４】
この様な乗り物としては、例えば本開示の発熱方法を行うことができる装置を備えている自動車、列車、飛行機、及び船舶等を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００６５】
乗り物は、電気エネルギーを駆動力とする乗り物、例えば電気自動車であるのが好ましい。電気自動車は、駐車中に外部電源より駆動用バッテリーを充電するため、この駐車中の充電に合わせて外部電源より電力を供給して工程（Ａ）を行い、電気自動車の走行中には、取り込んだ空気中の酸素を酸素源として、工程（Ｂ）を行うことができる。
【００６６】
本開示の乗り物において、本開示の発熱方法を行う場合、まず工程（Ａ）において、乗り物の外部の電源から充電口を介して発熱装置に電力を供給する。そして工程（Ｂ）において、酸素源供給装置から発熱装置に酸素源を供給する。
【００６７】
〈発熱装置〉
本開示の乗り物は、本開示の方法によって熱を発生する発熱装置を備えている。発熱装置は、本開示の方法によって熱を発生することができる任意の構成を有していることができる。この様な発熱装置としては、例えば以下で発熱装置に関して記載している発熱装置を用いることができるが、この様な構成を有する装置に限定されない。
【００６８】
発熱装置は、乗り物における用途に合わせて、乗り物中の任意の位置に配置することができる。
【００６９】
〈酸素源供給装置〉
本開示の乗り物は、発熱装置に酸素源を供給する酸素源供給装置を備えている。酸素源供給装置は、本開示の発熱方法の工程（Ｂ）において、酸素源を発熱装置の発熱材料に供給することができる任意の構成を有していることができる。
【００７０】
酸素源供給装置は、本開示の発熱方法の工程（Ｂ）を行わないときには、発熱装置に酸素源を供給しないことが好ましい。
【００７１】
酸素源として大気中の酸素等を使用する場合には、酸素源供給装置は、空気吸入口であってよく、空気吸入口と発熱装置との間には流路が設けられている構成をとることができる。この様な構成において、本開示の発熱方法の工程（Ｂ）を行わないときには、空気吸入口を閉じることにより、大気中の酸素等が発熱装置に接しないようにすることができる。
【００７２】
〈充電口〉
本開示の乗り物は、発熱装置に供給するための電力を乗り物の外部から受けるための充電口を備えている。充電口は、工程（Ａ）において、乗り物の外部の電源に接続して、電力を発熱装置に供給することができる任意の構成を有していることができる。
【００７３】
〈ヒーター〉
本開示の乗り物は、工程（Ｂ）を行う前に、第２の状態の発熱材料を、少なくとも第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するヒーターをさらに備えていることができる。
【００７４】
ヒーターは、少なくとも第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱することができる任意のヒーターを用いることができる。ヒーターは、例えば電熱ヒーターであってよい。
【００７５】
〈加熱用バッテリー〉
本開示の乗り物は、ヒーターを作動させるための電力を供給する加熱用バッテリーを更に備えていることができる。
【００７６】
〈熱移送装置〉
本開示の乗り物は、工程（Ｂ）を行う前に、第２の状態の発熱材料を、少なくとも第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、加熱用バッテリーの充放電によって生じた加熱用バッテリーの熱を、第２の状態の発熱材料に移送するための熱移送装置を更に備えているのが好ましい。
【００７７】
乗り物がこのような構成を有していることにより、加熱用バッテリーをヒーターの動力源として利用するのみでなく、加熱用バッテリーの充放電により生じる加熱用バッテリー自体の熱も工程（Ｂ）のために利用することができるので、エネルギー効率をより向上させることができる。
【００７８】
〈駆動用バッテリー〉
本開示の乗り物が電気を駆動力とする乗り物、例えば電気自動車である場合には、乗り物は、駆動用バッテリーを更に備えていることができる。
【００７９】
この場合、乗り物は、工程（Ｂ）を行う前に、第２の状態の発熱材料を、少なくとも第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、駆動用バッテリーの充放電によって生じた駆動用バッテリーの熱を、熱移送装置によって第２の状態の発熱材料に移送することにより、エネルギー効率をより向上させることができる。
【００８０】
本開示の乗り物の実施形態としては、例として、下記の図４〜図８に示す実施形態を挙げることができる。
【００８１】
図４は、本開示の乗り物の第１の実施形態を示す模式図である。図４に示すように、本開示の乗り物の第１の実施形態は、電気自動車１００である。この電気自動車１００は、本開示の方法によって熱を発生する発熱装置１０、発熱装置１０に酸素源を供給する酸素源供給装置としての空気流入口２０、及び発熱装置に供給するための電力を乗り物の外部から受けるための充電口３０を備えている。
【００８２】
図４に示す電気自動車１００は、この様な構成を有することより、本開示の方法における工程（Ａ）を実施する際には、充電口３０を介して乗り物の外部から電力を供給することができ、工程（Ｂ）を実施する際には、空気流入口２０から発熱装置１０に空気を導入して、空気中の酸素を利用して発熱材料を酸化させることにより熱を得ることができる。なお、図４に示していないが、空気流入口２０と発熱装置１０との間には、空気流入口２０から発熱装置１０に空気を導入するための流路が設けられている。
【００８３】
図５は、本開示の乗り物の第２の実施形態を示す模式図である。図５に示すように、本開示の乗り物の第２の実施形態は、電気自動車１００である。この電気自動車１００は、図４に示す電気自動車１００の構成に加えて、工程（Ｂ）を行う前に、第２の状態の発熱材料を、少なくとも第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱する電熱ヒーター４０を更に備えている。
【００８４】
図５に示す電気自動車１００は、この様な構成を有することより、発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するための熱を、電熱ヒーター４０から供給することができる。
【００８５】
図６は、本開示の乗り物の第３の実施形態を示す模式図である。図６に示すように、本開示の乗り物の第３の実施形態は、電気自動車１００である。この電気自動車１００は、図５に示す電気自動車１００の構成に加えて、電熱ヒーター４０を作動させるための電力を供給する加熱用バッテリー５０を更に備えている。なお、加熱用バッテリー５０は、充電口３０に接続されており、乗り物の外部からの電力によって加熱用バッテリー５０を充電することができる。
【００８６】
図６に示す電気自動車１００は、この様な構成を有することより、電熱ヒーター４０を作動させて発熱材料を自己発熱開始温度まで加熱する際に、電熱ヒーター４０を作動させるための電力を、加熱用バッテリー５０から供給することができる。
【００８７】
図７は、本開示の乗り物の第４の実施形態を示す模式図である。図７に示すように、本開示の乗り物の第４の実施形態は、電気自動車１００である。この電気自動車１００は、図６に示す電気自動車１００の構成に加えて、熱移送装置６０を更に備えている。ここで、熱移送装置６０は、工程（Ｂ）を行う前に、第２の状態の発熱材料を、少なくとも第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、加熱用バッテリー５０の充放電によって生じた加熱用バッテリー５０の熱を、第２の状態の発熱材料に移送する。
【００８８】
図７に示す電気自動車１００は、この様な構成を有することより、加熱用バッテリー５０を電熱ヒーター４０の動力源として利用するのみでなく、加熱用バッテリー５０のジュ放電により生じる加熱用バッテリー５０自体の熱も工程（Ｂ）のために利用することができるので、エネルギー効率をより向上させることができる。
【００８９】
図８は、本開示の乗り物の第５の実施形態を示す模式図である。図８に示すように、本開示の乗り物の第５の実施形態は、電気自動車１００である。この電気自動車１００は、図４に示す電気自動車１００の構成に加えて、駆動用バッテリー７０及び熱移送装置６０を更に備えている。ここで、熱移送装置６０は、工程（Ｂ）を行う前に、第２の状態の発熱材料を、少なくとも第２の状態の発熱材料の自己発熱開始温度まで加熱するために、駆動用バッテリー７０の充放電によって生じた駆動用バッテリー７０の熱を、第２の状態の発熱材料に移送する。
【００９０】
図８に示す電気自動車１００は、この様な構成を有することより、電気自動車１００の航行中において駆動用バッテリー７０を充放電する際に生じる駆動用バッテリー７０の熱を、工程（Ｂ）のために利用することができるので、エネルギー効率をより向上させることができる。
【００９１】
《発熱装置》
以下に、本開示の発熱方法を行うための発熱装置の例を挙げるが、本開示の発熱方法を行うための発熱装置は、以下の構成に限定されない。
【００９２】
本開示の発熱方法を行うための発熱装置の一例は、第１の集電体層、発熱層、電解質層、触媒層、及び第２の集電体層をこの順に有している。
【００９３】
発熱層は、発熱材料を含有している。ここで、発熱材料は、以下の（ｉ）及び（ｉｉ）を行うことができる材料である：
（ｉ）電子及び水を供給して還元することにより、第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態から第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態に変化し、それに伴って水酸化物イオンを生成すること及び
（ｉｉ）酸素源を供給して酸化することにより、第２の状態から第１の状態に変化し、それに伴って熱を発生させること。
【００９４】
また、電解質層は、水を含有しており、かつ水酸化物イオン伝導性を有している。
【００９５】
更に、触媒層は、発熱材料を還元する際に生成する水酸化物イオンから電子を取り出して、酸素と水を生成する反応を促進する触媒を含有している。
【００９６】
図９は、本開示の発熱装置の１つの実施形態を示す模式図である。図９に示すように、発熱装置１０は、第１の集電体層１１、発熱層１２、第１の電解質層１３、セパレーター１４、第２の電解質層１５、触媒層１６、及び第２の集電体層１７をこの順に有している。なお、図９において示されていないが、第１の集電体層と第２の集電体層は、それぞれ外部の電源につながる回路と接続されている。
【００９７】
また、第１の電解質層１３及び第２の電解質層１５は、水を含有しており、かつ水酸化物イオン伝導性を有している。更に、第１の電解質層１３と第２の電解質層１５との間に配置されているセパレーター１４は、水酸化物イオン伝導性を有している。
【００９８】
また、触媒層１６は、発熱材料を還元する際に生成する水酸化物イオンから酸素と水を生成する反応を促進する触媒を含有している。
【００９９】
なお、第１の集電体層１１は、発熱層１２から発生する熱を効率よく放出するための放熱フィン１８と一体になっている。
【０１００】
図１０は、図９に示される本開示の発熱装置の１つの実施形態において、工程（Ａ）を実施している状態を示す模式図である。図１０において示されていないが、第１の集電体層１１と第２の集電体層１７は、それぞれ外部の電源につながる回路と接続されている。
【０１０１】
工程（Ａ）において、発熱装置１０は、外部の電源より電圧をかけられ、第１の集電体層１１を介して発熱層１２に電子が供給される。発熱層１２中の発熱材料は、この様にして供給された電子を受け取り、第１の電解質層１３中の水と反応して水酸化物イオンを生成する。この反応によって発熱材料から酸素原子が失われ、発熱材料が還元される。生成した水酸化物イオンは、第１の電解質層１３、セパレーター１４、及び第２の電解質層１５を伝導して触媒層１６まで移動する。触媒層１７では、水酸化物イオンが触媒の作用によって酸素と水に分解されるとともに、電子が放出される。触媒層１７において放出された電子は、第２の集電体層１７に伝導し、回路に流出する。
【０１０２】
この工程（Ａ）における還元により、発熱材料は、第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態から第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態に変化する。
【０１０３】
図１１は、図９に示される本開示の発熱装置の第１の実施形態において、工程（Ｂ）を実施している状態を示す模式図である。
【０１０４】
工程（Ｂ）において、まず、酸素が第１の集電体層側１１から供給されて、発熱層１２中に含有される発熱材料を酸化する。この酸化と共に、発熱材料は発熱する。発熱材料から生じた熱は、第１の集電体層１１を伝導して放熱フィン１８に到達し、放熱フィン１８に当てられる空気を加熱する。これにより、発熱装置１０の外部に熱が放出される。
【０１０５】
この工程（Ｂ）にける酸化により、発熱材料は第２の酸化状態の金属を含有している第２の状態から第１の酸化状態の金属を含有している第１の状態に変化する。
【０１０６】
〈第１の集電体層〉
第１の集電体層は、工程（Ａ）において、発熱装置の外部から供給される電子を発熱層中の発熱材料に供給する、導電性を有する層である。第１の集電体層は、発熱層を保持する観点、及び発熱層中の発熱材料に効率よく電子を供給する観点から、発熱層との接触面積が大きいことが好ましい。また、工程（Ｂ）において、発熱層中の発熱材料に酸素源を供給する観点から、酸素源を通しやすい形状であることが好ましい。
【０１０７】
これらの観点から、第１の集電体層は、導電性を有し、かつ多孔質又はメッシュ状である板、例えば銅、ニッケル、又はアルミニウムのメッシュ箔等であることが好ましい。
【０１０８】
〈発熱層〉
発熱層は、発熱材料を含有している層である。発熱層は、任意選択的に、導電助剤及びバインダを更に含有していてよい。
【０１０９】
発熱層は、多孔質であることが好ましい。発熱層が多孔質である場合には、工程（Ｂ）を行う際に層の内部にある発熱材料に酸素源を効率よく供給することができる。
【０１１０】
（発熱材料）
発熱材料としては、上記の発熱材料に関して記載されているものと同様のものを用いることができるが、電解質層が電解液を含んでいる場合には、電解液の沸点よりも低い自己発熱開始温度を有する材料が用いられる。また、この場合には、発熱材料の酸化による発熱温度は、電解液の沸点よりも低いことが好ましい。
【０１１１】
発熱層は、高温発熱材料、及び高温発熱材料よりも自己発熱開始温度が低い低温発熱材料を含有していることが好ましい。
【０１１２】
発熱層が、低温発熱材料及び高温発熱材料を含有している場合、工程（Ｂ）を行う前に、低温発熱材料の自己発熱開始温度になるまで低温発熱材料を加熱することにより、低温発熱材料が酸化される際に生じる反応熱を利用して、より高い自己発熱開始温度を有する高温発熱材料を加熱することができる。
【０１１３】
特に、低温発熱材料が高温発熱材料の自己発熱開始温度以上の温度まで自己発熱する場合には、高い自己発熱開始温度を有する発熱材料を、その材料の自己発熱開始温度よりも低い温度で利用することができる。
【０１１４】
このような組み合わせにより、例えば自己発熱開始温度は低いものの、酸化した際の反応熱が小さい材料の反応熱によって、自己発熱開始温度は高いものの、酸化した際の反応熱が大きい材料を加熱して自己発熱させることができる。
【０１１５】
（導電助剤）
発熱層に用いることができる導電助剤は、発熱層に導電性を与えることができる任意の材料を用いることができる。具体的には、導電助剤は、ＶＧＣＦ（気相成長法炭素繊維、Ｖａｐｏｒ  Ｇｒｏｗｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ）及びカーボンナノ繊維等の炭素材並びに金属材等であってよい。
【０１１６】
発熱層は、発熱材料に加えて導電助剤を含有していることが好ましい。発熱層が導電助剤を含有している場合、工程（Ａ）を行う際に第１の集電体層から供給される電子を効率よく発熱材料に伝導することができる。
【０１１７】
（バインダ）
発熱層が例えば粉末状の発熱材料及び任意選択的に導電助剤を含有している場合、これらの材料を固めて層とするために、発熱層は、バインダを含んでいることが好ましい。
【０１１８】
バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）若しくはスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等の材料、又はこれらの組合せであってよいが、これらに限定されない。
【０１１９】
〈電解質層〉
電解質層は、水を含有しており、かつ水酸化物イオン伝導性を有している。
【０１２０】
電解質層は、発熱層と触媒層とを絶縁すると共に、工程（Ａ）における還元の際に発生する水酸化物イオンを触媒層側に伝導している。
【０１２１】
電解質層は、電解液を含有している。電解質層は、間にセパレーターが挟まれている２つの電解質層であってよい。
【０１２２】
電解質層が含有している電解液は、水酸化物イオンを伝導することができる任意の電解液であってよい。電解液は、例えばＬｉＯＨ水溶液、ＫＯＨ水溶液、又はＮａＯＨ水溶液であってよい。
【０１２３】
セパレーターとしては、例えば絶縁性を有する多孔性膜を挙げることができる。この様な多孔性膜としては、例えば不織布、織物等であってよい。より具体的には、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系樹脂の薄い微多孔膜、ポリプロピレン製不織布やポリフェニレンスルフィド製不織布等の高分子不織布等を用いることができる。
【０１２４】
〈触媒層〉
触媒層は、発熱材料を還元する際に生成する水酸化物イオンから酸素と水を生成する反応を促進する触媒を含有している。
【０１２５】
触媒層は、工程（Ａ）において、発熱材料を還元する際に生成する水酸化物イオンを、酸素と水に分解するための層である。
【０１２６】
触媒層は、水酸化物イオンを酸素と水に分解する触媒、及び任意選択的に、触媒を担持している担体、導電助剤、及びバインダを含有していることができる。
【０１２７】
触媒としては、水酸化物イオンを酸素と水に分解することができる任意の触媒を使用することができる。触媒は、例えばＰｔ及びＰｔの合金等を用いることができる。
【０１２８】
〈第２の集電体層〉
第２の集電体層は、工程（Ａ）において、第１の状態の発熱材料を還元した際に、触媒層から受け取った電子を発熱装置の外部の回路に受け渡す層である。
【０１２９】
第２の集電体層の材料としては、例えば銅、ニッケル、アルミニウム、ステンレス等の金属、又は炭素であってよい。
【０１３０】
工程（Ａ）において触媒層において生成する酸素を効率よく発熱装置の外部に放出する観点から、第２の集電体層は、メッシュ形状等であることが好ましい。
【０１３１】
〈放熱フィン〉
本開示の発熱方法を行うための発熱装置の一例は、更に工程（Ｂ）において発生した熱を用いて空気を加熱する放熱フィンを有していることができる。発熱装置が放熱フィンを有していることにより、発熱装置に外部の温度の低い空気を導入し、放熱フィンで空気を加熱して、発熱装置の外部に温度の高い空気を放出するといった利用をすることができる。
【０１３２】
なお、放熱フィンは、熱伝導性の高い材料、例えば金属であってよい。放熱フィンの形状は、放熱フィンを通過する空気を加熱することができる任意の構造を有していることができるが、伝熱面積を大きくする観点から、複数の突起を有する形状又はメッシュ形状等を有していることが好ましい。また、放熱フィンは、第１の集電体層と一体的に形成されていてよい。
【実施例】
【０１３３】
《実施例１》
表１の条件でサイクリックボルタンメトリーを行い、発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７＋δの還元ピークを観察した。
【０１３４】
【表１】
2020085321.tif 000006
【０１３５】
図１２は、発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７＋δの還元ピークを示すサイクリックボルタモグラムである。図１２に示すとおり、表１の条件では、ＹＢａＣｏ４Ｏ７＋δは約−０．１５Ｖにおいて還元を示すピークが観察された。
【０１３６】
このように、発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７＋δに電子及び水を供給して還元することができた。
【０１３７】
《実施例２》
熱重量測定（ＴＧ）及び示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を同時に行うことにより、発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７の酸化による発熱量を評価した。
【０１３８】
発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７＋δに対して、空気中において、熱出力が測定感度を上回るようにして、３００℃一定の条件下で、熱重量測定（ＴＧ）及び示差走査熱量測定（ＤＳＣ）を同時に行った。
【０１３９】
測定結果を図１３に示す。
【０１４０】
図１３は、発熱材料としてのＹＢａＣｏ４Ｏ７の熱重量測定（ＴＧ）結果及び示差走査熱量測定（ＤＳＣ）結果を示すグラフである。
【０１４１】
図１３の下側のグラフに示すように、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）結果のとおり、２３８７ｋＪ／Ｌの発熱量が測定された。ここで、この発熱量は、試料の密度を５．４１ｇ／ｃｍ３で換算して計算している。
【０１４２】
他方、図１３の上側のグラフで示すように、熱重量測定（ＴＧ）結果のとおり、ＹＢａＣｏ４Ｏ７は２．６７％重量が変化した。この重量変化は、ＹＢａＣｏ４Ｏ７が酸化されてＹＢａＣｏ４Ｏ７＋δとなったことによる重量の変化と考えられる。なお、実験に用いた試料が単相であると仮定した場合、δ＝０．９６に相当し、このときの理論上の発熱量をＣｏの酸化に伴う反応熱より換算すると、２１４１．４ｋＪ／Ｌとなる。
【０１４３】
したがって、ＹＢａＣｏ４Ｏ７の酸化により、熱が得られたことがわかる。
【符号の説明】
【０１４４】
１    発熱材料
１０    発熱装置
１１    第１の集電体層
１２    発熱層
１３    第１の電解質層
１４    セパレーター
１５    第２の電解質層
１６    触媒層
１７    第２の集電体層
１８    放熱フィン
２０    空気流入口
３０    充電口
４０    電熱ヒーター
５０    駆動用バッテリー
６０    熱移送装置
１００    電気自動車
【図１】
2020085321.tif 000007
【図２】
2020085321.tif 000008
【図３】
2020085321.tif 000009
【図４】
2020085321.tif 000010
【図５】
2020085321.tif 000011
【図６】
2020085321.tif 000012
【図７】
2020085321.tif 000013
【図８】
2020085321.tif 000014
【図９】
2020085321.tif 000015
【図１０】
2020085321.tif 000016
【図１１】
2020085321.tif 000017
【図１２】
2020085321.tif 000018
【図１３】
2020085321.tif 000019