こんにちは。
『表面技術』2023年12月号を読んでいます。
読んだ記事について、気になった部分やポイントをメモしておきたいと思います。

今回読んだ記事のタイトルは「カーボンニュートラルを実現するエネルギー技術と表面処理技術の役割」で著者は京都大学の石原さんです。

内容

カーボンニュートラルにおいて重要となると考えられるエネルギーシステムの概説と、関連する表面処理技術について説明しています。

著者の石原慶一さんはエネルギー関連に使われる材料の研究をされているようですね。

メモ

• 汽力発電（水蒸気でタービンを回すタイプの発電）

  • 高温酸化や凝着を防止する目的の表面硬化(窒化)処理（弁体や弁棒の摺動部）

• ガスタービン発電

  • 燃料が水素に置き換わっていいくと考えられる

  • 1600℃まで上昇するので耐熱対策が重要

  • タービン等は遮熱コーティングが重要

  • 高効率化のためには、各部材の高温・腐食・エロ―ジョン対策で表面処理が使われる

• 水力発電

  • タービン部材において砂やキャビテーションによるエロ―ジョンが問題になる

  • 耐摩耗性や低摩擦を有する超硬合金の溶射などが重要になる

• 太陽光発電

  • 表面反射を防止するための表面処理

    • 誘電体や屈折率の異なる多層膜の塗布

    • エッチングによるテクスチャの付与

• 風力発電

  • 摩擦抵抗の低減や耐腐食性能の向上が必要

• エネルギー貯蔵

  • 蓄電池

    • 正極材として、酸化物、フッ化物、Li複合材をはじめとしたさまざまなコーティング

  • 水素・アンモニアの使用

    • 安価な電極材料としてのNi合金

      • カソードにラネーニッケル

• 熱電発熱

  • ゼーベック効果を利用した熱電素子を使う

  • 高温側の集熱効果を上げるために黒色塗装

• 自動車の省エネ

  • 駆動系の低摩擦損失のための表面技術

  • 自動車エアコンの表面処理：防食性、親水性、異臭発生の抑制

  • 燃料電池のセパレータ

    • ステンレス＋Auめっきの代替材料：チタンやステンレス＋カーボン皮膜

• 航空機の省エネ

  • タービン周りの熱遮蔽コーティング

    • Pt-Alボンドコート＋ジルコニアトップコート

• 船舶の省エネ

  • 摩擦係数を低減する船底塗装

    • 微量のポリマー添加し、ポリマーを微量溶出することでトムズ効果を発現させ摩擦抵抗を下げる

• 民生機器の省エネ

  • 小型化・集積化による熱問題や電磁波漏洩問題

    • 吸熱・電磁シールド等の性能向上が必要

  • 長期耐食性、耐ごみ付着性、耐汚染等によるメンテナンスフリー化

• エアコンの省エネ

  • 熱交換機の性能が支配的

  • 現在はアルミニウムが使われるが、クロメートが不要なジルコニウム系処理が検討されている

• 表面処理の技術

  • めっきや塗装は、別素材との複合化のためリサイクル性が劣化

    • 剥離技術が必要

    • リサイクル等も考慮した技術開発が必要

概説なのでそれぞれの内容に大きなつながりはなく、上記以外にも重要な内容は多かったと感じます。

全体を通して、これから求められる課題として、熱問題と劣化に対する機能を向上することだと感じました。これらは、表面処理技術に昔から求められるものですので、これまでの成果を如何に実用化していくか、少しずつ改善していくかが求められると思います。

今日は以上です。