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太陽光で白いものを温められないか? 近赤外線吸収材料

太陽光で白いものを温められないか?

太陽から地球へ降り注ぐ光によって、物は温められます。アスファルトなどの黒色の物は光を吸収し、吸収したエネルギーを熱に変換するため、太陽光で高効率に温められます。しかし、無色透明な物や白色・蛍光色の物は、光を透過したり反射したりするため、太陽光で温める効率は非常に悪いとされてきました。

私たちは考えました

太陽から地球へ降り注ぐ光には、可視域の光だけなく、近赤外域の光(近赤外線)も含まれています。そこで、目に見えない近赤外線のみを吸収して熱に変換する材料を使えば、無色透明な物や白色・蛍光色の物でも温められると考えました。図1は、各微粒子の水分散液を擬似太陽光源で温めたときの水温変化を表しています。住友金属鉱山のCWO®は、太陽光に含まれる近赤外線を強く吸収して熱に変換するため、高透過率領域においても顕著な水温上昇効果を生み、透明な水を温めています。即ち、住友金属鉱山の近赤外線吸収材料は、優れた透明な光熱変換材料でもあるのです。

図1 各微粒子の水分散液を疑似太陽光源で温めたときの水温上昇(左:測定方法、右:結果)

※1 別の実験で水のみへ疑似太陽光を照射したときの水温上昇を測定し、それとの差分を取って各微粒子の寄与分のみを算出。

【協力:国立研究開発法人 物質・材料研究機構(NIMS)】

可能性は無限大です

住友金属鉱山の透明な光熱変換材料によって実現した、光を「吸収する」機能と「光熱変換」機能は、様々な分野で応用可能です。例えば、図2に示すようなレーザーによる透明樹脂の局所溶着への応用が期待されます。また、ハロゲンランプによる加熱(ランプヒーター)にも応用が期待されます。図3は、放射体のスペクトル強度分布となります。ハロゲンランプに相当する3000~3300Kの放射体から放射される光のエネルギーは、近赤外線のものがメインとなりますので、住友金属鉱山の透明な光熱変換材料との相性が良いと考えられます。ハロゲンランプは、赤外線を含めた全電磁波への変換効率が90%前後と、非常に効率の良い加熱手段となるため、地球環境負荷の低減にも大きく寄与します。

住友金属鉱山の透明な光熱変換材料で、あなたの持つイマジネーションを実現してみませんか?

図2 レーザーによる透明樹脂の局所溶着

図3 放射体の温度とスペクトル強度分布

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