【高効率の太陽光・熱発電】　−ジェイジーエス研 開発進む−(04/08/05)

■高効率の太陽光・熱発電−ジェイジーエス研 開発進む−

　革新技術研究開発のジェイジーエス研究所（徳島市）は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を
素材にした太陽光・熱発電装置の研究を進めている。
　既に装置の基本原理の特許を取得。実現すれば、これまでの太陽光発電装置に比べて
発電単価は５分の１から１０分の１で済むとともに、発電効率が高まり、エネルギーシステムの
革新になるという。

　「NApollo（ナポロ）」と名付けた発電装置は、ＣＮＴの優れた電子放出特性を生かし、
光と熱エネルギーを電力へ変換する。ジェイジーエス研究所の役員を務める徳島大学工学部の
赤松則男教授が考案し、昨年７月に国内特許を取得した。
　　
　同装置の特徴は
　○発電効率は理論値で８０％、実測値で４４％と、既存のシリコン太陽光発電装置に比べて高い
　○キロワット時当たりの発電単価は２−５円で、原子力発電所並み
　○耐熱性に優れ、高温化での運用も可能　
　○有害物質を用いないので環境に優しい
　
　同研究所は２００１年から、装置の本格的な開発を行っている。
実用化には、中核的な部分のＣＮＴと金属の結合技術の確立などが課題として残っている。
本年度は経済産業省の地域新生コンソーシアム研究開発事業に採択されており、
日立造船や徳島大学などとの連携で課題のクリアを目指す。
　
　里見和彦社長は、「従来のシステムとは完全に異なっており、
地球規模のエネルギー問題や環境問題の解決に結びつくはずだ。
地域経済の起爆剤にもなるため、ぜひ実用化したい」と話している。

(　´`ω´)つhttp://www.jgs-g.co.jp/news/n040805index.html

【ジェイジーエス / Japan Gain the Summit (JGS) - Group】
(　´`ω´)つhttp://www.jgs-g.co.jp/index_j.html

依頼あり。
◆スレッド作成依頼スレッド◆
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1085829035/437

怪しさ爆発

4樣が優しくほほえみながら3ゲット。

で、カーボンなのチューブってのは
どれくらいの単価で作れるわけ？

最近太陽電池の発電効率がいろいろ言われてるけど
ホントに44%なんてありえるのか？
理論値80%ってのもどうやって計算していることやら、、、

教えてエロイ人！！

太陽光発電って今までは装置作る際のエネルギー消費を考えると
全然省エネじゃないから人工衛星みたいな特殊な事情の物以外
使えないとか言われてたけど、やっと日の目を見るの？

太陽光発電はここ数年爆発的に増えてるわけだが
半導体不況のなか、重要な受け皿になるくらいに

JGS大人気

マジならすごいな

赤外線フォトンを電力に変えられるんだったら、
太陽光だけじゃなく、普通の火を直接電力に変えることができるな。
ランプのホヤみたいな形で火を囲み、赤外線フォトンを捕まえるわけだ。
今の原子力発電も火力発電も本質的には蒸気機関なのだが、
それをもっとエレガントな技術に置き換えることになるのかもしれない。
燃料電池が普及しないのは水素を貯蔵するのが難しいからだが、
これはどんな燃料でも使えるから、普及にネックはなさそうだ。
各家庭や自動車に、NApollo方式の発電機が設置されるのかもしれない。

つまり、上に書いてあることを額面通りに受け取ったら、
「兆円」どころか「兆ドル」オーダーのウルトラスーパー大発明じゃないか！？
話がうますぎる気がする。

つーかね。
バイアスかけなきゃ動かないってことは、それ自体には起電力無いって事だよね。

それ、エネルギー源って言いますか？


例の超トンデモ圧縮偽術とかもここだろ。

調子に乗りすぎると別なニュースになっちゃうぞー

関連スレ

【技術/IT】データ量を200分の１以下に圧縮する音声映像圧縮技術
http://news16.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1093621474/l50

>>10
基本原理は光電管だよ。
http://www.gakugei-hs.setagaya.tokyo.jp/physics/NATU/PHOTON/photon.html

これの新規性は、電極にCNTを使って電子の放出効率を高めた点にある。
CNTの電子放出性能を活かした超薄型省エネブラウン管（フィールドエミッションディスプレイ　FED）は、
世界各国の電機メーカーが開発を競っている段階で、
「カーボンナノチューブ ディスプレイ」なんかで検索したら、各社のプロジェクトが出て来る。
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2002/pr20020404/pr20020404.html
http://www.nanoelectronics.jp/kaitai/nanotube/fed.htm

FEDとNApollo の構造は良く似ているから、
FEDが大量生産されるようになれば、その生産技術をNApolloに転用することもできるはずで、
近未来の話としては、生産技術の問題も無さそうな感じ。

原理や生産コストについては、あまり疑問を感じないんだけど、
主張されている変換効率は高すぎて眉に唾を付けたくなる。
一番引っ掛かっている不自然なポイントは、
「これが本当なら、もっと大騒ぎになっていいはずなのに、
　マイナー情報として埋もれているのは何故だろう？」
というところ。

>>10
>バイアスかけなきゃ動かないってことは、それ自体には起電力無いって事だよね。
>それ、エネルギー源って言いますか？
？それおかしいよ。
　現存する太陽電池だってモジュール自体をエネルギー源って言わないよ。
　　

電圧発生できないものは電源にならんだろ

ずれまくったレス乙

このインチキに突っ込んでやろうとして途中まで書いたけど
バカバカしくからなったからやめた。

一点だけ書いとく。
低バイアス電圧で十分な光電流の得られる光電管にはなるかも知れない。
でもそれだけ。どう転んでも発電はできん。

論破するもなにもただの電波だよ。やってる連中がもし本気で信じちゃってるならだけど。
もし信じてないのにウソ書いてカネ集めようとしてるなら詐欺まがいだな。
どっちも相手にしたくない。


>>12

＞ 原理や生産コストについては、あまり疑問を感じないんだけど

だいじょうぶか？

最近ぼくも高効率熱伝対発電に性交しますた

もなさんおかねください、、、！

>10と同意見。

それとは別に碍子（絶縁体）と金属を張り合わせて
ガンマ線（原子炉）を使う太陽電池の様なものは出来ないのかな。

ガンマー線から電気頂戴するの？

ラドン温泉でもできる？

>>1
このNApolloっていう発電装置は、もう既に出来ているよ。
数ヶ月前にアメリカでデモンストレーションが行われてたよ。
　
だから日本が焦って、国家プロジェクトに採択したんじゃ？
　
もともと日本は視野に入っていないんじゃない？
Web見てもそれほど大した内容は公表していないし。
　

>>16
光照射でバイアス＋起電力になって正味起電力分の電流が流れるんじゃないの？

これ、この通り動くんなら宇宙で使うのにピッタリやね。

NApolloも詳細な情報が無いよなーー。
誰か詳細知っている人いる？

NUrupo

>>23
はいはい

光電効果ってイオン化エネルギーの小さなアルカリ金属で起こりやすいんだよね。
炭素って4族元素だけどどうなんだろう。
カーボンナノチューブが金属みたいな性質を持ってるというのは何か関係あるかな。

電池みたいに充電しないとなくなっちゃうの？

http://www.jgs-g.co.jp/news/jgs/020603.html
初期型式↑の方が原理は判りやすい。
光に対して手前にCNTの光電面があり、
そこから光電効果で叩き出された光子を、
影にあるステンレス製コレクターでキャッチするという形。

だから等価回路書いてみろよ。これが発電だって主張がいかにトンデモかわかるから。

学生時代からの親友の父が経営していた会社が先月潰れた。
バブル後の超氷河期を血の滲むような努力で乗り切ったのにここに来て倒産だ。
このスレでネタになってるようなトンデモじゃないぞ。
一般社会には馴染みの薄いものだが、産業用・科学用の特殊機器を
こなれた技術で堅実に作ってた。漏れも一時世話になった事がある。

だからって訳じゃないが、こういうトンデモが口先と悪知恵だけで
公的支援なんか受けてだな、のうのう法螺飛ばしてんのを見ると
体に震えが来るほどの怒りを感じるんだよ。

絶対許しちゃいけない。真の技術立国、ベンチャー立国を目指すなら

いい企業は放っておいても生き残ります

世の中甘くねーんだよ。
勝ったもんが生き残る、負けた奴はそれまでだ

立派な奴が負ける事もあるのはしかたない事だ。
だからって屑が屑らしくしてられないんだったらブタ箱に放り込んでやる。
甘くないぞ。

見れるかな。
これが特許庁にあった図のひとつ。
ttp://www2.ipdl.jpo.go.jp/begin/BE_DETAIL_IMAGE.cgi?sImageID=000007&sItem=DRJ&sFile=TimeDir_2/mainstr1094146105687.mst&sDir=TimeDir_2&sPid=622602&sTime=1094146467

20が凸レンズで太陽光を5に集める。
5にカーボンナノチューブなどがついててここで熱電子が発生する。
5-7間に電圧を加え電子を加速する。下にある7が電子加速用の陽極。
飛び出して加速された電子はそのままだと7に衝突するが
途中に91、四角いのが磁石が置いてある。
これにより電子の軌道は右側に曲げられて8の金属板に補足される。
これが電池の負極になり、ここと5を結んでやることによって
外部に電力を取り出すことができる。
電子加速用に電圧を加えているが7には電子は到達しないので
電流は流れない＝電圧加速部の消費電力はゼロである。

ということらしいんだが、…なんかおかしくない？


特許書類の全体は
http://www2.ipdl.jpo.go.jp/begin/BE_DETAIL_MAIN.cgi?sType=1&sMenu=1&sBpos=1&sPos=3&sFile=TimeDir_2/mainstr1094146105687.mst&sTime=1094146378
もしくは「太陽光エネルギー変換装置」で特許庁の初心者向け検索で検索して下さい。

じゃあ>>12のリンク先の
ttp://www.nanoelectronics.jp/kaitai/nanotube/fed.htm
電界放出ディスプレイ(FED)というのは
電子がグリッドに補足されないように小細工したら
消費電力がゼロで、なおかつ光が出ているのか？
って話になるな…
蛍光面の代わりに金属板を置いたのがNApolloの原理だもんな…

これって、CNTを使ったフォトマルもどきでわ？
外部バイアスで電流は増幅されるけど、起電力は無理でしょ。

またＪＧＳか

あまりの高効率にネムルト様も驚いております。
■ネムルト様の驚いた顔(UNESCO)
http://www.galen-frysinger.com/graphics/turkey4.jpg

>>33
ブラウン管でも電子の加速器に電子は補足されないけど加速するための
エネルギーを与える必要があり、理屈はわからないけどその供給源として
電流が流れるようです。
　後で蛍光体に衝突したときに運動エネルギーが光に替わりますがこの
エネルギーは加速により与えたもので、電子放出のときのエネルギーでは
ないと思います。
　電子をつかまなくても電流が流れて、そのエネルギーが電子の運動
エネルギーに替わる理屈はどういうものなんでしょうか。

発電は可能。 真空管の初速度電流の存在が実例。
電子の速度が問題で、これが遅いと負電位のコレクターに到達できない。
電場で加速するのもいいが、加速のための電力は決して 0 にはならない。
現物では、加速電圧の大きさや各部の構造・寸法によって総合変換効率が
変化すると思われる。

問題の効率は、とても低いと推定できる。 熱電対や半導体利用の
熱電変換素子にさえ勝てるのかどうか。 口先だけは達者だと理解。

エネルギー変換効率8%とか44%とか書いてあるけど、
もしかしたら、この計算の「分子/分母」は、
「回収した電力/入射した光エネルギー」じゃなくて、
「回収した電力/（電子加速のために投入した電力+入射した光エネルギー）」
なんじゃないか？

俺的トンデモ認定条件を殆ど全項目満たしてる。近年希に見る大作だ。

0: だいたい電気がらみ
1: いきなりやたらと大風呂敷（地球を救うとか）
2: すでにトンデモの出尽くした古い偽術分野に新素材のトッピング
3: 用語や概念の誤用・混乱・すりかえ
4: 定量的説明なし
5: 突っ込みぜんぶ無視
6: 言ってることが二転三転
7: デンパな説明の最後に「実際の構造は多少違う」とかなんとか
8: 窮すると磁石が登場

>>38
俺も発電は可能と思う。実際光電管やフォトマルの原理を応用したものと思う。
　
ちなみに、
ＣＮＴの熱伝導性：6000W/m・K(室温)
耐熱性：2800℃(真空中)
（http://www.nanoelectronics.jp/kaitai/nanotube/properties2.htm）
２８００℃？？　凄い。
熱発電にも利用できるという点については納得。
　
　
問題は効率だが。要は、低い電界強度で、高い電子放出（電流密度）能力を持った
素材があれば、効率を上げることが可能と思う。
　
ＣＮＴの電界放出電流密度
１平方センチメートルあたり１００万アンペア！！
（http://www.nimc.go.jp/recent/r99-06-02.htm）
　
ＭＷＣＮＴのターンオン電圧：１Ｖ／μｍ
　
１００万アンペア？？
　

キカイダー０１の頭のなかにあった太陽電池はこれでつね

ほう。「応用」ですか。便利な言葉だな。
話を簡単にするために使われることが多いが
なにをしてるのか自分でも良く理解してない場合にも使われるな。

ところでバイアス回路の損失に対してグリッド回路の損失はいくらだったか
ＪＧＳに尋ねてみたいね。つまり発電利得だ。「発電」と言い張るならな。

>>32
>>電子加速用に電圧を加えているが7には電子は到達しないので
>>電流は流れない＝電圧加速部の消費電力はゼロである。

電子が加速されるー＞速度vが増えるー＞1/2mv^2の運動エネルギー
は増えるわけだから、このエネルギーは加速電源から得るしかない。
この増えた運動エネルギーは電子がぶつかる電極で熱になるしかない。

”電圧加速部の消費電力はゼロである。”は間違い。

特許書類に”電子は到達しないので電流は流れない”って書くことは”誘導電流”
も知らない物理学基本に無知な輩だ。例えば電子加速器は遅い電子を早くする装
置だが、加速した電子は加速器内の電極で捕えず、普通は加速器外に飛び出す。
特許書類の記述が正しければ、Spring8の電気代はタダみたいなもんだ。

研究の専門はソフトウエアみたいね。
一方でそういったハード方面での特許をいくつもとっているみたい。

http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2002/pr20020404/pr20020404.html
によると、CNTの電極は電圧4Vで電子を放出するらしい。
これをもとに計算してみると、
hν=4eV となる周波数は、ほぼ10^15Hzで、紫外線に相当する。
10^15Hzの紫外線よりも高エネルギーの光子なら、
http://www.jgs-g.co.jp/news/jgs/020603.html
の光電面から電子を叩き出してエネルギー利得をもたらすだろうが、
太陽光のスペクトルの中で紫外線の占める割合はごく小さいので、
変換効率が、そこに書かれている7.75%に達するとは考えられない。

>47
ん？　それはちょっと違うのでは？　
ttp://device.eng.toyama-u.ac.jp/nd/CNT.htm
＞CNTの仕事関数は１[eV]から，直径の大きさに反比例することが知られている．
熱電子を出すのに必要なのが仕事関数。
1eVというと既に赤外の領域かな。

熱電子じゃなくて光電子か。

読売新聞の記事中の写真
http://www.jgs-g.co.jp/news/n040731index.html
を見ると、とても高度な研究しているようには見えない
んだが。オレの偏見だろうか。

仮に、CNT電極の電子放出性能が更に一桁高くて、
0.4Vの電圧で電子を放出するとしたら、宣伝しているのに近いスペックになりそうだ。
4Vで電子を放出する現状が理論的性能限界じゃなく、
CNT電極にまだまだ効率改善の余地があるとしたら、
FEDの開発競争やっている各国の大企業が、いつかは実現してくれるだろう。
そうなったら、「光電効果を利用した光発電装置」も実現性が見えて来る。
FEDの技術進歩に期待して、サブマリン特許的に周辺技術を押さえた――
というギャンブルが、NApolloのビジネス意図なんだろうと思う。

http://science3.2ch.net/test/read.cgi/sci/1093155999/
87 ：47 ：04/09/04 14:51 ID:ys3paItU
>>82
実はそのスレしか見てないんだけど、原理的にはﾏｼﾞで発電するんじゃねーの?

用意した熱源でカソードを加熱すると、初速v(エネルギe電子ボルト)を持って
カソードから熱電子が飛び出す。引き出し電場で加速されるけど、磁石で曲がり、
はじめの加速領域を外れる。その先、どんな速度変化をするかは電位の情報が
無いから分からないけど、アノードの電位がカソードとほぼ同じ設定ならば
理屈からしてアノードに到達する過程で減速されて最終的に速度vでアノードに
ながれこむ。そこで、アノードの電位がカソードと完全に同じならばeは全部
熱に変換されるだけだけど、0ボルト以上eボルト以下ならその分をポテンシャル
エネルギとして獲得できる。(厳密には仕事関数を考えなきゃならないが。)
ネガティブバイアスでもかけてカソードの温度に合わせるのかもしれないけど、
変動するたびに調整するのも大変そうだな。そもそもボルツマン分布だしな。
換言すれば、原理的な効率はここで決まってる気がする。

負荷を通してアノードからカソードに還流する電流よりも電池内でアノードに
カソードから送られる電流の方が大きければ、アノードの電位は少しずつ上昇
して、最終的にeボルトになる。カソードが1000Kだとするとeは0.1ボルトとこだね。
これ以降はカソードからの電子はアノードに到達できずに電池チャンバ内壁に
くわれるか、一部は高圧で加速されて引き出し電極に突入するだろう。
なるほど定常状態なら加速用電源は電力を消費しないが、電流が流れれば
よくある電子衝撃加熱機構となるわけで、全体で見た場合効率が低下する。
場のポテンシャルエネルギを有効活用するなら、発生した熱をカソードに導いて
カソードを加熱して熱電子を飛び出させて・・・永久機関のできあがり。

>>18
もう30年以上も前だけど放射線を利用した太陽電池があった気がする。
人工衛星の電源として研究されたとか。その後どうなったかは知らない。

>>28
お怒りは分かりますが、どこがトンデモか解説していただけるとありがたい。
等価回路を書いてみろだけじゃ分からない人が多いと思いますよ。

>>33 >>37 >>44
最終的にアノードに飛び込むときの電子の運動エネルギーはカソードと
アノードとの電位差「のみ」で決まる。これが小さければFEDもブラウン管も
発光しない。グリッドの電位は無関係。どこにもおかしな部分はない。

>>45
誘導電流も確かに影響すると思うけど、エネルギの大半は制動放射のせいで
ロスしてると思ってたんだけど、違いますか?

ついでに一言。
おまいら、光電子と熱電子と電界放出電子の違いを理解してからレスしてくだちい。

>>53
オレが思うに、特許書類を書いた発明者は物理に詳しくないことは確かだ。
特許申請は済んでいるのだから、A教授は理論値で８０％、実測値で４４％
の根拠を論文で示すべきだ．

オレの意見はトンデモだと思うけど。

>>53
>おまいら、光電子と熱電子と電界放出電子の違いを理解してからレスして

で、NApolloで利用するのはどれなの？

>>54
MYCスレから来ますた。

> ○発電効率は理論値で８０％、実測値で４４％と、既存のシリコン太陽光発電装置に比べて高い

これ、発電でなくフォトマル的動作してる事の証左だとおもいまつ。

フォトマルは外部電源があるから高感度になるわけで…
発電効率には関係ないでしょ

>>57
光センサーとしての感度を発電効率だと偽って発表してるって事ですよ。
NApolloの回路図見れば明らか。

良く分からないけど、「仕事関数の非常に小さい物質があれば、
光電効果に利用できる光の波長領域が広がって高効率になる」ってこと？

で、>>48にあるように、CNTの仕事関数は直径に反比例するから、
直径の小さいCNTを作ることができれば効率が上がる、と。

太陽電池の効率＝発電量/入射した太陽エネルギー、だよね？
この定義と同じだと、仕事関数さえ低ければ、効率は高くできるように思う。

あと光電子を引き出すための印可電圧に必要な外部電源で消費される電力ってのはどうなんだろ。
これは光電子とは無関係に一定値にできるように思うけど、違うのかな？

>>55
理論上は光電子を利用しているはず。
でも、NApollo の構造図を見ると、
陽極に達する電子の一部（つーか大半）は電界放出電子のはず。
それを光電子としてカウントする（意図的？）計算間違いの結果、
非常識に高い変換効率の数字が出て来たと考えられる。

これは特許を読む前に描いた図だけど。

e-
○　　　　　真空準位　　　　　 ↓
↑／￣￣￣￣￣￣￣￣￣＼￣　仕事関数
￣　　　　　　　　　　　　　　　　￣
普通の状態だと、熱的に励起された電子はカソード付近で
ほよほよしてるわけだが、これを電場で引っ張って取り出して
やろうってわけだな。

e-　　　　　　　　　　　　　　　 e- ↓
○　　　　　　　　　　　 e-　　 ○ ―　最初に持っていた
＿∧　 e-　　　　　　 ○／＼＿.＿　エネルギー
↑　＼○　　　　　　　 ／　　　　 ↑
　　　　＼　　　　　　／
Vacc　　 ＼　　　／
↓　　　　　 ＼／
￣￣￣￣￣￣
ここで、CNTカソードを使えば確かに電子は取り出しやすくなるけど、
それはよりエネルギの小さな電子を無理やり引き出すだけで､
最終的にアノード表面のポテンシャル障壁を越えられなければ
アノードに到達できないわけで、全く意味が無い。

効率の検討。
まずカソードの方は、電子の平均エネルギは高々kBT〜0.3eV以下で、
アノードの仕事関数は小さくても2〜3eVあるから、ボルツマン分布の
上の方のごくごく一部しか利用できないことは明らかだ。
利用できなかったエネルギーは熱になって最終的には赤外線として
装置外に散逸するだろう。
アノードでの効率は>>52にもあるようにカソードから飛び出すときの
エネルギに依存して変化するが、アノードの電位が高すぎれば
電子は到達できず、低すぎれば無駄熱になってしまうので高効率は
難しそうだ。この辺も具体的に計算すればすぐでてくるだろう。

以上から、原理的に考えても80%なんて到底無理だと思うんだが。
実測44%というのも、とてもじゃないが信じられない。

>>54
>オレが思うに、特許書類を書いた発明者は物理に詳しくないことは確かだ。

同意。普通、出願書類を作るのは弁理士でも発明者と打ち合わせをするもんだが、
発明者が理解してないか、あるいは、あえてごまかしてるとしか思えない部分がある。

【特許公開２００３−１８９６４６】 詳細な説明　から引用。
> 【００４０】(略)電荷の先端集中現象といわれる放電工学ではよく知られた現象である。

原理的に電磁気学から明らかなわけだが。

> 特に、ダイヤモンド構造（diamond structure）の物質は負性電子親和力(Negative
> Electron Affinity）があり、伝導電子が容易に放出される性質を有する物質である。

NEA電極を作るためには表面の状態が重要なんだが、それとは無関係にバルクの構造か?
共有結合性ならバンドギャップが大きく、伝導帯が真空準位より高くなることもあるだろうが、
ダイアモンド構造なら(これは単体の構造だ。GaAsとかは違うぞ)NEAだと言い切れるのか?
さらに、バンドギャップが大きければ、そもそも価電子帯から伝導帯に励起するのに大きな
エネルギが必要になるぞ。

> 【００４１】このようなダイヤモンド構造的物質には、カーボンナノチューブのように、

をい。CNTのどこがダイアモンド構造なんだ?

> ここで、カーボンナノチューブに加えられる電界が電子放出のしきい値よりも大きい場合には、
> カーボンナノチューブの曲率半径が小さい先端部に集中した電子の一部が空間に放出される。

NEAの話はどこいったんだ?
ここで説明しているのはよく知られた電界放出の話で、これは価電子帯の電子が真空準位の
低下で真空中に飛び出すわけで、伝導帯は全然関係ないぞ?

まあ、特許だと学術的に嘘かいても効果があれば認められるからいいのか。
発明者って物理とか電気とかが専門の人じゃないの?

>>61
なぜ電界放出電子が出るほど高い電圧をカソード-アノード間に印可しないといけないの？
印可電圧はFEDみたいに高くする必要はないような気がするけど。

光電管の電極にCNTを使ってみるという発想自体は新規性があったんだから、
「超高性能太陽光発電装置」なんていう大風呂敷を広げず、
既存の光電管の代替用途を目指せばいいのに。
例えば、「コンパクトな暗視装置」なんてものを作れそうだし、
それはそれで、新興ベンチャー企業にとっては十分大きな市場のはずだ。

> 【００４１】このようなダイヤモンド構造的物質には、カーボンナノチューブのように、
え、まじ？（汗
（まじでそんな事書いてるのかって意味）

専門家じゃないから説明を聞いても良く分からんなorz

特許の図を見ると、カソード、電子放出電極（CNT）、電子収集電極、アノード、の順になってるように見えるけどそれでいいいのかな。
誰か、カソード−アノード間にかける電圧と、アノードの仕事関数（収集電極の気もするが）の関係を解説してもらえませんか。

>>66
まあ、あえて弁護すると、ダイヤモンド構造「的」物質だからね。
CNTはグラファイト(sp2)を丸めた構造だけど、丸めた分ひずみがあるから
sp3(ダイヤモンド)的性質も持ってるという解釈もできる。
特に先端の5員環の部分はsp3の寄与も大きくなってると思う。

しかし、シリコンとかダイヤモンド構造だけど全然NEAじゃないよね。
GaAsの表面を修飾したやつは代表的NEA電極だけど化合物だから
閃亜鉛鉱型構造だし。
CNTからは電子が出やすいってのを説明するために全然理解せずに
参考文献から引用したようにしか思えない明細書だ。

この技術とイノキナチュラルパワー�Wってどっちが凄い?

>>32と図が違うから「あれ？」と思ったんだが別の文書か。
関連特許はこの4つかな。

1.特許公開2004−140288 電極、電極製造装置、電極の製造方法、及び熱発電装置
2.特許公開2003−250285 熱発電装置、熱発電システムおよび熱発電方法
3.特許公開2003−189646 太陽光エネルギー変換装置および太陽光エネルギー変換システム
4.ＷＯ02/13367 太陽光エネルギー変換装置

>>32は4番目。
>>63は3番目。

NApolloに突っ込み入れるために、
既存の熱電子発電の説明↓を読んで勉強しよう。
http://www.techno-qanda.net/dsweb/Get/Document-6326/ふく.pdf

>>67
前までのレスでは特許を見てなかったので電子収集電極をアノードって呼んでました。

>カソード、電子放出電極（CNT）、電子収集電極、アノード、の順

極めていんちきくさいですね。電子収集電極の密度が低ければ電子はそこを通り抜けて
アノードに突入するし、密度が高ければアノードの電場は遮蔽されてCNTに届きません。
>>32の構造ならちゃんと動作すると思いますけど。

>誰か、カソード−アノード間にかける電圧と、アノードの仕事関数（収集電極の気もするが）の関係を

固体内の電子を取り出すためにはエネルギが必要です。これが仕事関数ですが、
大体、2〜6電子ボルト(eV)程度です。実用的な金属材料だと4〜5eVってところです。
(ちなみに可視光のエネルギは1.5〜3eVくらいです。)

カソードの電子を収集電極に移動させるためには、両方の仕事関数を超えなければなりません。
>>53の下の図で書いたように、CNT等の先端の鋭い電極を用いて電圧をかけると、
仕事関数は低下するので電子を取り出しやすくなります。しかし、この電子を収集電極で
集めようとすると、結局、収集電極の仕事関数を超えなければなりません。(下図右の山)
(こっちもCNTにしとけばよかったのにな。もう漏れが書いちゃったから公知技術だ。藁)

なお、収集電極の仕事関数を超えて電極内に入る電子はそこで仕事関数分のエネルギを放出します。
このエネルギは単に熱になるだけで、発電には寄与しません。発電に寄与するのは、収集電極側に
電子が溜まっていって収集電極側全体のエネルギが上昇する、その分だけです。エネルギの上昇=
仕事関数の上昇ですから、起電力が大きくなれば指数的に効率が落ちるであろうことは
熱電子の分布を考えればすぐ分かります。

>>70
整理ありが�d。全部見てみたいけど、混み合っててなかなか見られない。

>>72
解説どうも。でも正直、言ってる意味が素人にはチンプンカンプンです。すいません。

最初に確認したいのですが、カソードと放出電極(CNT)は共通ですか？
図では分けているように見えますが。

>発電に寄与するのは、収集電極側に電子が溜まっていって収集電極側全体のエネルギが上昇する

これのイメージが掴めないのですが、CNTと収集電極の間に生じる起電力は、
CNTから収集電極への電荷の移動によって生じるものですよね？
収集電極のエネルギーっていう意味が今ひとつイメージできないのですが。

あと>>62収集の電極のポテンシャル障壁というのは、収集電極が負に帯電することによるものですか？
それともまた別の効果でしょうか？
また金属から自由電子が出る時にはエネルギーが必要（＝仕事関数）だということが分かるのですが、
入るときにも必要なのでしょうか？仕事関数分のエネルギーが熱になって消えるだけのように思えるのですが。

>>73
図を見る限り、カソードとCNTは材質は異なっても電気的に接続されているようですので、
私は区別していませんでした。電気的な機能としてはカソード、物性に触れるときはCNT
という感じでしょうか。

>>発電に寄与するのは、収集電極側に電子が溜まっていって収集電極側全体のエネルギが上昇する
>
>これのイメージが掴めないのですが、CNTと収集電極の間に生じる起電力は、
>CNTから収集電極への電荷の移動によって生じるものですよね？

水が8分目くらい入ったバケツを2つ考えてください。片方がカソードで片方が収集電極です。
それぞれの水位は同じで、バケツの縁の高さは異なるという設定です。
カソードの水を収集電極に移そうとしたとき、ポンプでバケツの縁まで汲みあげて樋を流して
収集電極に移すことを考えます。カソードから樋に汲みあげるときに、カソードのバケツの縁の
高さを低くするためにCNTを使います。でも、結局収集電極の縁が高ければ水は樋を流れないので
カソードの縁よりも高いところまで水をくみ上げる必要があります。

カソードバケツから収集電極バケツに水を移すと、収集電極バケツの水位が上昇します。
でも、このバケツは水位が上昇すると縁の高さもだいたい同じだけ上昇しちゃうバケツなんです。
これを全体のエネルギーが上昇すると表現しました。実際に電池として利用できるのは、
お分かりのように、収集バケツの水位とカソードバケツの水位の差の部分であって、
ポンプでどれだけ高く水を汲みあげたかとは無関係です。

>あと>>62収集の電極のポテンシャル障壁というのは、収集電極が負に帯電することによるものですか？

もともとのポテンシャル障壁〜仕事関数とお考えください。
収集電極が負に帯電すると、上に書いたように、この障壁はさらに高くなります。

>また金属から自由電子が出る時にはエネルギーが必要（＝仕事関数）だということが分かるのですが、
>入るときにも必要なのでしょうか？仕事関数分のエネルギーが熱になって消えるだけのように思えるのですが。

単に私の表現の問題で、起きている現象はお考えになっている通りだと思いますよ。
カソードと収集電極との間に何も無ければ、収集電極の仕事関数がカソードの仕事関数より低い場合は
電子は素直に流れますし、逆なら初めから収集電極へは向かいません。しかし、この特許ではアノードで
無理やり引き出している〜ポテンシャルが低い状態を通過するので、最終的に障壁が残ります。
ここを超えられるかどうかの条件は、アノードによる電場があっても無くても同じです。

説明が下手ですみません。分からないところ、変なところがあればぜひご指摘ください。

この掲示板にJGSの関係者が書き込んでいる。

http://www.marutani-21.co.jp/guest/g_book.cgi?page=20&pass=

[173] スーパーマン - [03/7/30 18:46]
店長さんへ
ご無沙汰しています、東京です。
すだち等、美味しい物をお任せしますので送って下さい。（料金着払い）
お陰様でカラーＩＤも太陽光発電「NApollo」も今月、特許取得できました。
これからが本番です。店長さんもお身体に気をつけて頑張って下さい。
徳島に帰るのは８月末頃になります。送り先は会社でお願い致します。

博さん　毎度です。みさちゃんとこの裕希ちゃんも
たまに手伝ってもらってます。隣の谷口君と一緒に！
特許取得はこりゃ素晴らしいことです。とにかく
夢を現実にしていくことに感服しています。
またお立ち寄りください。
ほな、すだちとみかん送るけんな。待っといてよぉ。
[From 阿波のうまいやっちゃ！店長]

>>74
>(こっちもCNTにしとけばよかったのにな。もう漏れが書いちゃったから公知技術だ。藁)

すごいアイデアになるかもしれません。
便乗して、カソード側には普通の金属を使い高温に余熱したおきます。
そこへ、太陽光を当てて高エネルギーの電子を放出させアノード側には
CNTを使えば電子はスイスイとアノードに吸収されていくように思えます。
　発電して電力よりも小さい余熱電力で済ませないと意味がありませんが。
　余熱にも太陽光をレンズで集めて高温を作り出せば良いのかもしれません。