液体金属流から電気エネルギーを取り出せることを解明～電子の自転運動を利用した新しい発電へ～

液体金属流から電気エネルギーを

取り出せることを解明

～電子の自転運動を利用した

新しい発電へ～

2015年11月 4日

東北大学プレスリリース

詳細は、リンクを参照して下さい。

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　JST戦略的創造研究推進事業において、

ERATO齊藤スピン量子整流プロジェクトの

東北大学 大学院理学研究科の

高橋 遼（大学院生、兼 日本原子力研究

開発機構 先端基礎研究センター 実習生）、

日本原子力研究開発機構 先端基礎

研究センターの松尾 衛 副主任研究員、

東北大学 原子分子材料科学高等研究

機構／金属材料研究所の齊藤 英治 教授

らは、液体金属中の電子の自転運動を

利用した新しい発電法を発見しました。

　原子や電子のようなミクロの世界を

考える量子力学では、電子は自転運動を

していることが知られています。

　本研究グループでは、水銀や

ガリウム合金のような液体金属中で、

金属の流れによって生じる渦運動と、

その金属原子中の電子の自転運動が

相互作用することを理論計算により

発見しました。

　また、実際に直径数百ミクロン

（1000分の1ミリ）の細管に液体金属を

流すことで、100ナノボルト

（1000万分の1ボルト）の電気信号が

得られることを明らかにし、渦運動

によって、電子が発電機のタービン

のように回転して発電する方法を

理論と実験の両面で確立しました。

　電子の自転運動と液体金属の渦運動を

量子力学に基づいて相互作用させること

に成功した世界で初めての例といえます。

　 今回発見した新しい発電法は、

従来の発電機のタービンのような構造物を

一切必要としないので、発電装置の

超小型化につながることが期待されます。

　将来は、わずかな電気で動作する

ナノサイズの超小型ロボットの

電源技術や、流体速度計に応用できると

期待されます。

　本研究成果は、2015年11月2日

（英国時間）に英国科学誌

「Nature Physics」のオンライン版で

公開されました。

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　また、新しい発見です。

　100ナノボルト程度の電気信号ですが、

＞渦運動によって、電子が発電機の

＞タービンのように回転して発電する方法

＞を理論と実験の両面で確立しました。

＞電子の自転運動と液体金属の渦運動を

＞量子力学に基づいて相互作用させる

＞ことに成功した世界で初めての

＞例といえます。

　凄いことだと思います。

＞今回発見した新しい発電法は、

＞従来の発電機のタービンのような

＞構造物を一切必要としないので、

＞発電装置の超小型化につながることが

＞期待されます。

＞将来は、わずかな電気で動作する

＞ナノサイズの超小型ロボットの

＞電源技術や、流体速度計に応用

＞できると期待されます。

　期待したい。