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技術解体新書コラム / Technical Report

イオン半導体技術が切り拓く
「第3の電子」の力と可能性

従来法で発生される溶媒和電子水は非常に短命であり、応用が不可能であった。

イオン科学は、東京大学大学院 山野井教授との共同研究(2000年)を経て、「高分子半導体」をベースとした新型トランジスタの開発に成功。従来の電気信号の増幅ではなく、電子のエネルギーレベル自体を増幅・安定化させる革新技術により、長寿命な溶媒和電子の生成を可能にしました。

イオン半導体技術が生み出す高濃度溶媒和電子水の物理化学的性質

ORP(酸化還元電位)の数値変化と持続安定性

(株)住化分析センターによる試験結果(試験温度25℃)において、純水(文献値)との明確な物性差異が確認されました。特筆すべきは、酸化還元電位の大幅な低下(還元力の向上)と、電気伝導率の劇的な上昇です。

項目 (25℃) 試験方法 *1 試験結果 *1 文献値 *2
密度 JIS K 2249 振動式密度計 0.9970 g/cm3 0.997047 g/cm3
動粘度 JIS K 2283 キャノンーフェンスケ粘度計 0.7526 mm2/s 0.8928 mm2/s
粘度 JIS K 2283 粘度=密度×動粘度 0.7503 mPa·s 0.8902 mPa·s
屈折率 JIS K 0062 屈折率測定法 1.3325 1.33287
表面張力 ペンダントドロップ法 DropMaster500 72.9 mN/m 72.59 mN/m *3a / 72.9 mN/m *3b
電気伝導率 JIS K 0101 12 電気伝導率 26 mS/m 0.006 mS/m *4
酸化還元電位 酸化還元電極法 ORP計 + 360 mV + 800 mV *4, 5

*1 (株)住化分析センターによる試験結果 (試験温度 25 ℃)

*2 日本化学会編, 化学便覧 基礎編 改訂4版 (純水25 ℃)

*3 a) Wihelmy法による文献値 b) ペンダントドロップ法 (純水25 ℃)

*4 高橋裕 他, 水の百科事典 / *5 都市部の水道水の文献値(天然湧水で + 200 mV程度)

溶媒和電子が界面活性作用や浸透力に与える影響

Fenton系のESRスペクトル知見

イオン半導体により調製された水溶液のFenton試薬に対する添加は、・OHラジカルを増加させることを確認。これは本水溶液が強力な還元力を有することを示唆しています。

構造の特異性

日本分光(株)によるRamanスペクトルおよびUVスペクトル試験では有意な差異は認められませんでした。これらの結果より、イオン半導体による活性種は、従来法の水和電子とは異なる独自の構造を持つことが明らかです。

Fenton系のESRスペクトル イオン半導体により調製した水和電子型活性種の分析結果

二次電池・触媒・環境分野への将来的な応用展望

北斗電工株式会社による測定 北斗電工株式会社による測定(電極:glassy carbon)

この新型トランジスタ技術の応用により、送電線で送られてきた電子(銅の自由電子エネルギー値 0.07eV)のエネルギーレベルを 0.7eV(10倍) に増幅させることが可能となりました。

  • モーター、照明、冷凍冷蔵、空調機器における電力使用量の劇的な低減
  • 各種二次電池(リチウムイオン・鉛バッテリー)のサルフェーション溶解・長寿命化
  • 食用油やエンジンオイル等の劣化(酸化)防止と触媒作用

これらの理論は、既に多くのフィールドテスト結果と公的機関の試験データによって実証されています。

溶媒和電子技術が応用されている自社製品ラインナップ

溶媒和電子の持つ強力な還元力は、現在様々な製品へと応用されています。お持ちの課題解決に直接つながるソリューションをお選びください。

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