宇宙&物理2chまとめ【物理】巨大スピンゼーベック効果は新しい熱エンジンの基盤になれるか?

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【物理】巨大スピンゼーベック効果は新しい熱エンジンの基盤になれるか?

[ 2012/07/19 17:01 ] [ 物理 ] [ コメント(0) ]
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1: pureφ ★ 2012/07/15(日) 21:38:20.13 ID:???

Cover Story: スピンを使う熱サイクル:巨大スピンゼーベック効果は熱エンジンの新規な基盤を示唆している

cover_nature (1)

熱サイクルは、現代文明が消費するエネルギーのほぼすべてを提供している。蒸気やガスと比べると後発といえる熱電サイクルはゼーベック効果を介して熱を発生し、温度勾配中に導体を置いたときに電圧が発生する。

2008年に発見されたスピンゼーベック効果http://go.nature.com/dlvhz2では、スピン偏極材料に熱勾配をかけると、隣接する非スピン偏極材料に空間変動する横方向スピン流が発生し、これはスピントロニクスにおける新しい研究分野につながった。

今週号ではJaworskiたちが、非磁性だが強いスピン–軌道結合とフォノン–電子ドラッグを持つ材料であるアンチモン化インジウム(InSb)で見られる、ゼーベック効果に似てはいるが、3桁強力な「巨大スピンゼーベック効果」について報告している。

著者たちは、この現象が生じる機構は磁気交換ではなく、スピン偏極のみに依存していると考えている。この結果は、スピンゼーベック効果がスピンを用いる熱エネルギー変換器を実現するほどの大きさとなりうることを示していると著者たちは論じており、既存の技術と競合しうる可能性が出てきた。(Letter p.210; N&V p.180)

Nature ハイライト Nature 487, 7406 (Jul 2012)
http://www.natureasia.com/japan/nature/updates/index.php?i=89402

N&V 磁石なしの熱スピンが持つ力
Solid-state physics: Thermal spin power without magnets
Tero T. Heikkilä & Yaroslav Tserkovnyak
Nature 487, 180–181 (12 July 2012) doi:10.1038/487180a
http://www.nature.com/nature/journal/v487/n7406/full/487180a.html

非磁性材料における巨大スピンゼーベック効果
Giant spin Seebeck effect in a non-magnetic material
C. M. Jaworski, R. C. Myers, E. Johnston-Halperin & J. P. Heremans
Nature 487, 210–213 (12 July 2012) doi:10.1038/nature11221
http://www.nature.com/nature/journal/v487/n7406/full/nature11221.html
Image Credit:NASA, ESA, and S. Farrell (Sydney Institute for Astronomy, University of Sydney)
元スレ:http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1342355900/










2: 名無しのひみつ 2012/07/15(日) 21:42:45.22 ID:6zykydWS

超電磁スピン


4: 名無しのひみつ 2012/07/15(日) 21:50:57.67 ID:4DWlcssU

ゼーベック効果、大学一年のときに習ったな。なつかしい。

ゼーベック効果 - Wikipedia
物体の温度差が電圧に直接変換される現象で、熱電効果の一種。逆に電圧を温度差に変換するペルティエ効果もある。類似の現象としてトムソン効果やジュール熱がある。ゼーベック効果を利用して温度を測定することができる(→熱電対)。ゼーベック効果、ペルティエ効果、トムソン効果は可逆であるが、ジュール熱はそうではない。
ゼーベック効果はエストニアの物理学者、トーマス・ゼーベックによって、1821年、偶然発見された。




5: 名無しのひみつ 2012/07/15(日) 21:51:46.62 ID:VBz/Ud5B

http://kaden.watch.impress.co.jp/docs/news/20110620_454580.html
スピンか、こっちと勘違いした


6: 名無しのひみつ 2012/07/15(日) 22:07:56.15 ID:lJZnLPqz

>>1
浅田真央もかよ。


10: 名無しのひみつ 2012/07/15(日) 22:37:45.51 ID:LUErRE9n

これって、うまくいけば日本経済の救世主になるのか?


12: 名無しのひみつ 2012/07/15(日) 22:55:52.11 ID:cGGNaKWW

冷却が必要な、核燃料廃棄物保管所が発電施設になる可能性を秘めているね

個人的にはサハラ砂漠の沿岸部にそういう施設を作り
出来た電力で海水を淡水化するようにして欲しい
まあサハラ砂漠周辺は政情も安定していないからその点を考慮しても難しいが


14: 名無しのひみつ 2012/07/15(日) 23:50:11.17 ID:+BeqXRXx

>>12
日本ではどこでも地下水脈あるから、
あら不思議、核廃棄物埋めると温泉のできあがり♪


15: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 00:29:53.64 ID:CdhhvLcu

核燃料廃棄物でコジェネってのはさすがに無理?


16: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 01:10:37.14 ID:Oy4IHYOX

>>15
ムリでもないかもしれないが、温度差が大きくないと、
熱電対を作るコストが掛かる割りに、出てくる電気が少ない

そういう意味で、400-600度の排気ガスが有力な候補じゃないかな
Diesel排気・ガスタービン排気などが面白いと思う
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複合発電はガスタービン排気から廃熱ボイラで熱回収して蒸気タービン回すが
廃熱ボイラ通過後も尚排気は300℃くらいはあって、こういうのも良さそうだ
--------------
ただ、核燃料再処理後
 1)超長半減期ゴミ(加速器駆動未臨界炉で核分裂させて熱灰・冷灰に)
 2)熱灰     (固化して発電しながら除熱して冷灰に)
 3)冷灰     (ガラス固化させて海上保管すれば鉛・ビスマス・バリウムに)

と言う風にゴミ分別(群分離と言う)して、熱灰から熱回収する事も考えられている
--------------
セシウム・ストロンチウムの塊から熱回収するなら

「超高圧水・超臨界水」で温度を100度以上 500度くらいに上げて
熱回収すべきだろうと思われ


19: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 08:41:48.19 ID:Me9/PYl6

>>16
廃熱 → 排熱
廃棄は300℃もありません.せいぜい100℃程度です.


17: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 04:27:45.23 ID:5AmyoROS

アメリカやロシアの鉱山が丸ごと燃えている場所で発電しろ!


18: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 07:49:13.71 ID:a7X57i/q

すごいことはわかったので、どうすごいのか説明よろしく。


22: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 10:03:51.05 ID:xwVadntU

>>18
2009年に浅田真央が中京大に入学したけど、
それと同じくして室伏広治が中京大の非常勤講師になったので
浅田真央が室伏広治の教えを受ける可能性があるという話。


26: 名無しのひみつ 2012/07/17(火) 10:43:37.53 ID:VFEgAnez

>>22
凄いのかそれ


20: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 08:44:13.04 ID:Tge7Z1o0

どうせまたレアメタルが大量にいるんでしょ?


21: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 09:29:55.22 ID:go/F9r8j

ググったら、2008年慶大生が発見したっていう記事が出てきた。


23: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 17:31:40.74 ID:UKTroBXO

スピンってやつは省電力情報伝達が出来るなんてどこかに書いてあったが、
とうとうエンジンにまでなっちゃいましたか。
蒸気沸かしてエネルギー変換するのが嫌いなお湯厨がいるけどそいつには朗報だな。


24: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 21:28:59.94 ID:+0GGujaJ

熱は振動運動で磁性が回転運動ってイメージがあったから
熱スピンってのが全然分からない・・・


25: 名無しのひみつ 2012/07/16(月) 21:45:41.26 ID:4+jsIaCH

これって熱(温度差)を直接高効率で、電気に変える発電機ができる可能性がある
ってことでおk?


27: 名無しのひみつ 2012/07/18(水) 20:34:14.57 ID:GwKkHXKW

とりあえず、わけ分からんってことは分かった





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