(57)【要約】【課題】熱エネルギーの発生効率に優れた実用的な熱エネルギー発生装置および熱エネルギー発生方法を提供すること。【解決手段】熱エネルギー発生装置１は、Ｐｄ含有合金の粉末が封入された反応容器２と、高純度の水素ガスを反応容器２内の粉末に供給する手段とを備えている。この粉末は、粉末の表面の酸化物が除去されるように処理されている。熱エネルギー発生方法は、Ｐｄ含有合金の粉末の表面の酸化物が除去されるように粉末を処理するステップと、高純度の水素ガスを処理された粉末に供給するステップとを包含する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エネルギー発生装置であって、
Ｐｄ含有合金の粉末が封入された反応容器と、
高純度の水素ガスを前記反応容器内の前記粉末に供給する手段と
を備え、
前記粉末は、前記粉末の表面の酸化物が除去されるように処理されている、熱エネルギー発生装置。
【請求項２】
前記粉末は、ＺｒＯ２・Ｐｄ合金の粉末である、請求項１に記載の熱エネルギー発生装置。
【請求項３】
熱エネルギー発生方法であって、
Ｐｄ含有合金の粉末の表面の酸化物が除去されるように前記粉末を処理するステップと、
高純度の水素ガスを前記処理された粉末に供給するステップと
を包含する、熱エネルギー発生方法。
【請求項４】
前記粉末は、ＺｒＯ２・Ｐｄ合金の粉末である、請求項３に記載の熱エネルギー発生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギーの発生効率に優れた実用的な熱エネルギー発生装置および熱エネルギー発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気分解を利用して超高圧の重水素ガスを生成する方法が知られている（例えば、本願発明者による特許文献１を参照）。この方法は、「超高温核融合」と「固体核融合（常温核融合）」の開拓者として本願発明者を紹介した米国科学技術誌”２１ｓｔＣＥＮＴＵＲＹ  ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ”（１９９５）においても紹介されている。この方法に用いる重水素ジェネレータの構造は、本願発明者によって後に”ＤＳ−カソード”（”Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  Ｃａｔｈｏｄ”）と命名される熱エネルギー発生装置の構造と実質的に同等であり、本願発明者の長年にわたる熱核反応に関する研究の源流となっている。
【０００３】
本願発明者によって開発されたＤＳ−カソードは、固体核融合（常温核融合）が存在することを立証したものとして世界的に有名である。現在では、固体核融合（常温核融合）の研究者でこれを知らない者はいないほどである。例えば、本願発明者による特許文献２には、ＤＳ−カソードを用いて固体核融合（常温核融合）を生じさせることにより、熱エネルギーを発生させる方法が開示されている。
【特許文献１】米国特許第５，６４７，９７０号
【特許文献２】国際公開第９５／３５５７４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、この２０年を通じ「固体核融合の実証」について独走的な立場でその成果を示してきた。この研究を通して、本願発明者は、熱エネルギーの発生効率を高めるためには、核燃料として重水素ガスを用いることが必須であり、重水素ガスの代わりに水素ガスを用いたのでは実用化は不可能であると考えてきた。しかし、今回、重水素ガスの代わりに水素ガスを用いた場合でも、十分に高い熱エネルギーの発生効率を達成できることが分かった。これは、従来の技術常識を根底から覆す画期的な発見であると言える。
【０００５】
本発明は、熱エネルギーの発生効率に優れた実用的な熱エネルギー発生装置および熱エネルギー発生方法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】
【０００６】
本発明の熱エネルギー発生装置は、Ｐｄ含有合金の粉末が封入された反応容器と、高純度の水素ガスを前記反応容器内の前記粉末に供給する手段とを備え、前記粉末は、前記粉末の表面の酸化物が除去されるように処理されている。これにより、上記目的が達成される。
【０００７】
本発明の熱エネルギー発生方法は、Ｐｄ含有合金の粉末の表面の酸化物が除去されるように前記粉末を処理するステップと、高純度の水素ガスを前記処理された粉末に供給するステップとを包含する。これにより、上記目的が達成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、熱エネルギーの発生効率に優れた実用的な熱エネルギー発生装置および熱エネルギー発生方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
１．熱エネルギー発生装置１の構造
図１は、本発明による熱エネルギー発生装置１の構造を示す。
【００１１】
熱エネルギー発生装置１は、反応容器２を含む。反応容器２は、管３を介して高純度水素ガス発生器４に接続されている。反応容器２と高純度水素ガス発生器４との間には、開閉弁５が設けられている。さらに、反応容器２は、管３を介して真空ポンプ６に接続されている。反応容器２と真空ポンプ６との間には、開閉弁７が設けられている。開閉弁５の開閉および開閉弁７の開閉は、制御器８によって制御される。
【００１２】
反応容器２は、反応容器２の内部にＰｄ含有合金の粉末をサンプルとして封入可能なように構成されている。反応容器２は、高真空状態を実現することができるような密閉構造を有している。反応容器２は、例えば、ステンレス製である。しかし、反応容器２の材料として、ステンレス以外の物質を用いてもよい。
【００１３】
高純度水素ガス発生器４は、純度１００％レベルの水素ガスを発生するように構成されている。あるいは、高純度水素ガス発生器４は、純度１００％レベルに近い高純度の水素ガス（例えば、純度９９．５％以上の水素ガス）を発生するように構成されていてもよい。制御器８によって開閉弁５が開状態にされると、高純度水素ガス発生器４によって発生された水素ガスが反応容器２内の粉末に供給される。
【００１４】
真空ポンプ６は、反応容器２の内部を高真空状態にすることができるように構成されている。ここで、「高真空状態」とは、実質的に真空である状態（例えば、圧力が１０−６〜１０−８Ｔｏｒｒである状態）をいう。制御器８によって開閉弁７が開状態にされると、反応容器２の内部が高真空状態にされる。
【００１５】
２．熱エネルギー発生装置１を用いた熱エネルギー発生方法
図２は、熱エネルギー発生装置１を用いた熱エネルギー発生方法の手順を示す。この熱エネルギー発生方法は、「前処理」の段階と、「高純度水素ガスの吸収および化学反応」の段階とを含む。
【００１６】
２．１  「前処理」の段階
重要なことは、Ｐｄ含有合金の粉末が高純度水素ガス発生器４から供給される高純度の水素ガスと反応する前に、その粉末の表面から酸化物が除去されている、ということである。すなわち、サンプルの粉末は、その粉末の表面の酸化物が除去されるように予め処理される。この処理は、後述される「化学反応」が発生する前に行われる処理という意味で「前処理」とも呼ばれる。この「前処理」は、粉末の表面についた湿気や酸化物などの汚れを除去するための処理である。この処理は、例えば、粉末を反応容器２の内部に入れた状態で、粉末を１５０℃でｂａｋｉｎｇしながら、反応容器２の内部を高真空状態にすることによって行われる。このとき、特に酸素の除去が重要である。
【００１７】
２．２  「高純度水素ガスの吸収および化学反応」の段階
反応容器２の内部が高真空状態にされた後、高純度水素ガス発生器４によって発生された水素ガスは、上記「前処理」された粉末に供給される。その結果、水素ガスの水素原子Ｈは、上記「前処理」された粉末に吸収される。ここで、重要なことは、高純度水素ガス発生器４から供給される高純度の水素ガスの水素原子Ｈは、上記「前処理」された粉末の中に常温で容易に吸収される、ということである。これによって、粉末の内部は、高密度の水素原子Ｈで充満されることになる。これを実現するためには、水素ガスの圧力は約５０〜７０［ａｔｍ］である。その結果、水素ガスの注入後まもなく、水素の化学反応により、熱エネルギーが急速に発生する。
【００１８】
なお、反応容器２の内部における水素ガスを熱エネルギー発生装置１の外部に排出することにより、水素の化学反応を停止させることができる。この水素ガスの排出は、例えば、開閉弁７を介して反応容器２の内部を真空タンク６に接続することによって達成される。
【００１９】
３．実験結果
図３は、７ｇの「前処理」されたＺｒＯ２・Ｐｄ合金の粉末をサンプルとして用い、純度９９．９９８％の水素ガスＨ２を用いたとき、熱エネルギー発生装置１によって生成された「反応生成熱」を測定した実験結果の一例を示す。
【００２０】
図３において、横軸は経過時間（分）を示し、左側の縦軸は温度（℃）を示し、右側の縦軸は圧力（ａｔｍ）を示す。ここで、Ｔｉｎは、反応容器２の内部の温度（粉末の温度）を示す。ＴＳは、反応容器２の温度を示す。Ｐｉｎは、反応容器２の内部の圧力を示す。温度Ｔｉｎは、例えば、粉末に接触するように中空のステンレス配管を配置し、そのステンレス配管の中に温度計を挿入することによって測定される（図１を参照）。温度ＴＳは、例えば、反応容器２に接触するように温度計を配置することによって測定される（図１を参照）。
【００２１】
図３から、水素ガスＨ２の導入と同時に、ＴＳ（容器温度）に比べてＴｉｎ（容器内温度）が急激に上昇していることが分かる。これは、反応容器２内で水素ガスＨ２が水素イオンＨ＋となり、水素イオンＨ＋のジェット流としてサンプル内部を流れ、水素イオンＨ＋とサンプル原子とが化学反応することにより、熱エネルギーが発生したからである。そして、化学反応の終了と同時に発熱はストップする。この化学反応の期間（図３に示される化学反応域）において、反応容器２の内部の圧力（Ｐｉｎ）は「ゼロ」である。これは、高純度水素ガス発生器４から供給される水素ガスＨ２が反応容器２内にとどまることなく、すべてサンプル固体内部に流入するからである。化学反応の終了直後から、水素ガスＨ２は反応容器２内に蓄積される。その結果、反応容器２の内部の圧力（Ｐｉｎ）が時間とともに増加する。
【００２２】
なお、ＺｒＯ２・Ｐｄ合金の粉末の代わりにＰｄ数％含有のＺｒ３ＮｉＯ活性バルク合金などの粉末をサンプルとして用いた場合でも、同様の結果が得られる。
【００２３】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、全く無公害の新しい、熱エネルギーの発生効率に優れた実用的な熱エネルギー発生装置および熱エネルギー発生方法等を提供するものとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による熱エネルギー発生装置１の構造を示す図
【図２】熱エネルギー発生装置１を用いた熱エネルギー発生方法の手順を示す図
【図３】熱エネルギー発生装置１によって生成された「反応生成熱」を測定した実験結果の一例を示す図
【符号の説明】
【００２６】
１  熱エネルギー発生装置
２  反応容器
３  管
４  高純度水素ガス発生器
５  開閉弁
６  真空ポンプ
７  開閉弁
８  制御器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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