150度前後の未利用熱を利用する潜熱蓄熱材

近年、二酸化炭素排出規制によって化石燃料の使用削減が求められており、各プロセスの省エネルギー化に加え、様々な産業プロセスから発生する産業排熱等の未利用熱エネルギーを有効利用する必要があり、より効率の高い蓄熱技術を開発する必要がある。

国内の産業排熱の大部分は、200℃以下の低温排熱であり、有効利用が期待されている。化学物質の相転移における発熱／吸熱現象を用いた潜熱蓄熱は、装置構成がシンプルな蓄熱技術であり、顕熱蓄熱技術とくらべて蓄熱密度が大きいという利点がある。マンニトールやエリスリトール等の糖アルコール化合物は、この温度域で蓄熱操作が可能な潜熱蓄熱材であり、単位質量あたりの蓄熱量が高く、安全性も高いことから注目されている。一方で、マンニトールやエリスリトール等の糖アルコール化合物は、融解温度と凝固温度のギャップ（過冷却）が大きいことが知られている。そのため、目的温度における迅速な熱出力操作が困難であり、蓄熱操作時(潜熱蓄熱材組成物の融解時)に吸収される熱量に対する放熱操作時（凝固時）に放出される熱量の割合(熱利用効率)が低いといった問題があった。熱利用効率を向上させるには、過冷却を緩和させる必要があるが、そのためには、大量の過冷却防止剤を添加しなければならず、単位質量当たりの蓄熱量が小さくなってしまった。

今回、糖アルコール化合物に対してゼオライトや糖アルコール類縁体を少量混合することによって、糖アルコール化合物の凝固温度が高温側にシフトし（過冷却が緩和）、糖アルコール化合物単体よりも熱利用効率が向上することを確認した。