(57)【要約】【課題】  重水の電気分解による発熱方法、いわゆる常温核融合反応において、重水素吸蔵金属に多くの重水素を吸蔵させることと、吸蔵させた重水素の運動を促進させることとの両立をはかる。【解決手段】  本発明の発熱方法は、重水素吸蔵金属を負極に用いて、重水を電気分解し、重水素吸蔵金属に重水素を吸蔵させるステップと、通電を継続した状態で、重水素を吸蔵した重水素吸蔵金属の表面に、重水素の透過率が低く、アノード溶出が可能な金属からなるバリア層を形成するステップと、重水の温度を上昇させるとともに、重水素吸蔵金属を正極に用いて、重水に通電するステップとを順に備えるようにした。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
重水素吸蔵金属を負極に用いて、重水を電気分解し、前記重水素吸蔵金属に重水素を吸蔵させるステップと、
前記重水素吸蔵金属を負極に用いた前記重水への通電を継続した状態で、前記重水素を吸蔵した前記重水素吸蔵金属の表面に、重水素の透過率が低く、アノード溶出が可能な金属からなるバリア層を形成するステップと、
前記重水の温度を上昇させるとともに、前記重水素吸蔵金属を正極に用いて、前記重水に通電するステップとを、順に備えてなる発熱方法。
【請求項２】
前記重水素吸蔵金属の表面への前記バリア層の形成が、電解めっき法によりおこなわれる、請求項１に記載された発熱方法。
【請求項３】
前記重水素吸蔵金属が、Ｐｄ、Ｐｄ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金のいずれかである、請求項１または２に記載された発熱方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載された発熱方法の後に、
アノード溶出を実施することにより、前記重水素吸蔵金属の表面から、前記バリア層を除去する、重水素吸蔵金属の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重水の電気分解による発熱方法、いわゆる常温核融合反応に関し、さらに詳しくは、重水素吸蔵金属に多くの重水素を吸蔵させることと、吸蔵させた重水素の運動を促進させることとの両立をはかった発熱方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、上記発熱方法に用いた、重水素吸蔵金属の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
重水の電気分解による発熱方法、いわゆる常温核融合反応において、反応を起こりやすくするためには、Ｐｄなどの重水素吸蔵金属からなる電極にできるだけ多くの重水素を吸蔵させることと、吸蔵させた重水素の運動を促進させることが重要であることが知られている。
【０００４】
しかしながら、Ｐｄ中の重水素の吸蔵量は低温の方が多くなるが、低温では吸蔵した重水素の運動を促成させる効果が小さい。従来の実験では、重水素の吸蔵に対して不利な、８０℃程度で電気分解をおこなうことが多かった。すなわち、過剰熱の発生には、高いＤ／Ｐｄ（Ｐｄに対する吸蔵した重水素の割合）と、重水素の運動（拡散）とが不可欠とされながら、両者を両立させることは困難であった。
【０００５】
この課題を解決するための取組みが、特許文献１（特開平６−２９３９８５号公報）および特許文献２（特開平６‐１４８３６６号公報）に、それぞれ開示されている。
【０００６】
まず、特許文献１では、低温で電気分解することによってＰｄ中へ重水素を多く吸蔵させた後に、速やかに重水の温度を上昇させて重水素の運動を促進させ、核反応を促進させる方法が開示されている。
【０００７】
一方、特許文献２では、重水の電気分解によりＰｄ中に重水素を吸蔵させた後に、電解めっき法により、Ｐｄの表面にバリア層を形成し、重水素を閉じ込めた後に、Ｐｄを電解槽から取出して局部的な温度差をつけることで、Ｐｄ内部において局部的に重水素濃度を高め、核反応を促進させる方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２９３９８５号公報
【特許文献２】特開平６‐１４８３６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された方法では、重水温度の上昇にともない、Ｐｄ中の重水素の溶解度が低下するため、温度上昇とともにＰｄの表面から急速に重水素ガスが放出さて、高Ｄ／Ｐｄを維持できないという問題があった。
【００１０】
一方、上述した特許文献２に開示された方法は、Ｐｄ内に局部的に温度差をつけることで、低温側に高Ｄ／Ｐｄ領域を生成することが目的であるが、Ｐｄが発熱することで冷却媒体の温度が上昇してしまい、温度差を維持することが困難であるという問題があった。
【００１１】
すなわち、特許文献１および２のいずれの方法も、Ｐｄに多くの重水素を吸蔵させることと、重水素の運動を促進することとの、両立をはかることは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上述した、従来の発熱方法の有する問題を解決するためになされたものである。その手段として、本発明の発熱方法は、重水素吸蔵金属（Ｐｄなど）を負極に用いて、重水を電気分解し、重水素吸蔵金属に重水素を吸蔵させるステップと、重水素吸蔵金属を負極に用いた重水への通電を継続した状態で、重水素を吸蔵した重水素吸蔵金属の表面に、重水素の透過率が低く、アノード溶出が可能な金属からなるバリア層を形成するステップと、重水の温度を上昇させるとともに、重水素吸蔵金属を正極に用いて、重水に通電するステップとを順に備えることとした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の発熱方法によれば、低温で重水を電気分解することができるため、重水素吸蔵金属に十分に多くの重水素を吸蔵させることができる。
【００１４】
また、本発明の発熱方法は、発熱促進段階において、重水素吸蔵金属を正極に用いて重水に通電するものであるため、重水素吸蔵金属内部における重水素の運動（拡散）が促進される。すなわち、重水素吸蔵金属を正極に用いて通電することにより、重水素吸蔵金属の内部から、重水素が重水素吸蔵金属の外部に抜けようとするものの、重水素吸蔵金属と比較してバリア層は重水素を透過させにくいため、バリア層との界面付近の重水素吸蔵金属領域に高濃度の重水素が蓄積される。そして、電気分解により重水素吸蔵金属に吸蔵された重水素は、電気的作用により重水素吸蔵金属内に保持されているため、通電を停止することにより、一部の重水素が、速やかに重水素吸蔵金属外に、重水素ガスとして放出されることが従来法においても確認されているが、本発明においては、極性を逆にして通電することにより、通電を停止する場合と比較して、多量の重水素を速やかに放出する効果が働き、重水素吸蔵金属内部において、重水素の運動（拡散）を促進させることができる。
【００１５】
すなわち、本発明の発熱方法によれば、重水素吸蔵金属の高Ｄ／Ｐｄと、重水素の運動促進とを両立させることができ、確実に発熱させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例にかかる発熱方法において、重水を電気分解し、重水素吸蔵金属に重水素を吸蔵させるステップを示す断面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる発熱方法において、重水素吸蔵金属の表面に、重水素の透過率が低く、アノード溶出が可能な金属からなるバリア層を形成するステップを示す断面図である。
【図３】本発明の実施例にかかる発熱方法において、重水の温度を上昇させるとともに、重水素吸蔵金属を正極に用いて、重水に通電するするステップを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１８】
本実施形態においては、低温で重水を電気分解することにより、負極であるＰｄなどの重水素吸蔵金属中に、多量の重水素を吸蔵させる。重水素吸蔵金属は、Ｐｄには限られず、Ｐｄ合金、Ｔｉ、Ｔｉ合金など、他の種類のものであっても良い。
【００１９】
次に、重水素を吸蔵したＰｄ（重水素吸蔵金属の一例）の表面に、電解めっき法により、厚いバリア層を形成する。バリア層には、Ｐｄと比較して水素の透過率が低く、アノード溶解が可能な、たとえばＣｕやＮｉなどの成分を用いる。
【００２０】
Ｐｄの表面にバリア層を形成した後、重水の温度を上昇させるとともに、電源の極性を逆に切り替え、Ｐｄを正極として重水に通電をおこなう。これにより、Ｐｄ中から重水素を放出する力が増加するとともに、アノード溶出によりバリア層を薄くすることで、バリア層を少量の重水素が通過できるようになる。Ｐｄ層とバリア層との界面付近は高Ｄ／Ｐｄとなり、重水素の運動も促進されるため、核反応を再現性良く生じさせることが可能になる。
【００２１】
なお、反応が終了したＰｄは、アノード溶解を再開し、バリア層を全て溶解させることにより、再利用が可能になる。
【００２２】
（実施例）
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２３】
まず、図１に示すように、恒温槽（図示せず）中に設置したガラス製容器１に、重水を投入し、続いて重水を撹拌しながらＬｉを投入し、両者を反応させて、ＬｉＯＤを電解質として含む重水２を得た。
【００２４】
次に、重水２の中に、Ｐｄ板３とメッシュ状のＰｔ４とを浸漬させた。Ｐｄ板３は全体が重水２に浸かるように設置し、Ｐｔ４はＰｄ板３を取り巻くように設置した。
【００２５】
次に、Ｐｄ板３を負極として、Ｐｔ４を正極として、電流密度１００ｍＡで通電して、重水２を電気分解するとともに、Ｐｄ板３中に重水素を吸蔵させた。なお、電気分解中の重水２の温度は、２０℃に保った。
【００２６】
次に、図２に示すように、Ｐｄ板３のＤ／Ｐｄ値が飽和したことを確認したうえで、通電を継続した状態で、ｐＨ調整用にＨ2ＳＯ4を含むＮｉメッキ液を重水２の中に投入し、さらに通電を継続して、Ｐｄ板３の表面に、Ｎｉ膜からなるバリア層４を形成した。
【００２７】
次に、通電を継続した状態で、恒温槽の温度を上昇させ、重水２の温度を上昇させた。そして、重水２の温度が９０℃に達した時点で通電を停止するとともに、重水２の温度を９０℃に維持した。
【００２８】
次に、図３に示すように、電源の極性を逆にし、Ｐｄ板３を正極として、Ｐｔ４を負極として、通電を開始した。そして、重水２の温度が９０℃を超えて上昇を開始した時点で、通電および恒温槽による加熱を停止した。
【００２９】
電源の極性を逆にして通電をおこない、表面がＮｉ膜のバリア層で覆われたＰｄ板３から重水素ガスが発生し始めた時点から、重水２の温度が上昇し、恒温槽による加熱を停止した後も、重水２が継続して沸騰することを確認した。
【００３０】
次に、発熱終了後、次の方法で、Ｐｄ板３の表面に形成された、バリア層４を構成するＮｉ膜を除去した。すなわち、発熱が終了したのを確認した上で、通電を再開し、アノード溶出により、Ｐｄ板３表面のバリア層４を構成するＮｉ膜を除去した。
【００３１】
この方法で再生したＰｄ板３を用いて、再度、上述した重水２の発熱操作をおこなった。新品のＰｄ板３を用いた場合と同様に、重水２を沸騰させることができた。
【符号の説明】
【００３２】
１：ガラス製容器
２：重水
３：Ｐｄ板
４：Ｐｔ（メッシュ状）
５：バリア層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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