JP2001505362A - 電気エネルギーを生成するための装置及び方法 - Google Patents

電気エネルギーを生成するための装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 周囲の熱の存在する中で電流を生成するための装置は、第1の外側の層(2)と第2の外側の層(3)との間にはさまれ、所定の電気陰性値を有する中間層(1)を含む。ここで、第1の外側の層(2)は、中間層(1)よりも小さい電気陰性値を有し、第2の外側の層(3)は、第1の外側の層(2)よりも小さい電気陰性値を有する。中間層(1)は、第1のバインダー・コンビネーションと第2のバインダー・コンビネーションとを含む。第1のバインダー・コンビネーションは、重合バインダーと第1の電気陰性物質とを含む。第2のバインダー・コンビネーションは、重合バインダーと第2の電気陰性物質とを含む。第1及び第2のバインダー・コンビネーションは、前記第1及び第2の外側の層よりも大きい所定の電気陰性値を有する。電気生成のための装置をつくる方法及びそれを活性化する方法もまた開示する。

Description

【発明の詳細な説明】 電気エネルギーを生成するための装置及び方法従来技術 本発明は、電流を生成する装置に関し、特に、複合構造、及び、複合構造を形 成し、利用して、周囲の熱を電流に変換する方法に関する。 長年にわたって、電気を生成するために、我々の環境からのエネルギーを利用 する多くの試みが行われてきた。結果として、多数の電気化学及び熱電気装置を 開発して、太陽エネルギーを電気に変換してきた。例えば、太陽エネルギーを電 気に変換する試みは、光起電性の変換装置といったようないくつかの主要な技術 を生んできた。電磁気放射及び粒子を放射する太陽放射中の熱を使用して、電気 を生成するための熱を供給する。 電気への太陽エネルギーの変換を実現するための1つの試みは、イシカワ等に 付与された米国特許番号5,421,909に提示されており、その特許は、半 導体層、前後の電極、表面保護層を有する光起電性の装置を教示している。イシ カワ等の光起電性の装置は、電磁気放射を電気に直接変換する。しかしながら、 光起電性の装置は、電磁気放射を吸収するために、半導体物質を使用する必要が ある。半導体物質は、管理の資格、及び、生成するのに専門技術を必要とし、高 価である。 電気を生成する別の方法は、電気化学バッテリーの基本的な処理である電極処 理といったような電気化学システムの使用によってである。電極処理の重要な特 徴には、化学結合反応の電子の移動の結果として生ずる酸化及び還元が含まれる 。電極表面の反応物である第一生成物のプロダクションもしくはデプレッション によって、結合反応が開始される。電気エネルギーを生成するために利用される 化学反応は、負端子を形成する電極への電子の供給と、正端子からの電子の除去 を必要とする。鉛畜電池では、例えば、金属の鉛の酸化によって、電子を負端子 に供給する。正端子では、鉛を減少する。外部回路での負端子から正端子への電 子 流は、所望の電流を構成する。しかしながら、電気化学システムは、そのシステ ムのソースの化学成分を最終的に劣化させる酸化還元反応を利用する。 電池の電極処理といったような電気化学システムの使用により電気を生成する 努力の例は、米国特許番号3,837,920、4,188,464、4,89 2,797、5,279,910、5,419,977に記述されている。より 特定すると、Liang等に付与された米国特許番号3,837,920は、固体電 解質、アルカリ金属アノード、重金属カソードを含む電池を教示している。Lian g等の’920参考文献の電池は、酸化還元反応を利用する。 Adams等に付与された米国特許番号4,188,464は、バイポーラ電解槽 の複合電極を教示する。その電極は、2つのポリマー層間にはさまれた中間の黒 鉛層を含む。ポリマー層の各々の側面は、アノード層及びカソード層と接触して いる。しかしながら、その電極は電池として機能し、電気分解を含む。 Ran等に付与された米国特許番号4,892,797は、電気化学的電池用の バイポーラ電極及びそれを製造するための方法を含む。バイポーラ電極は、陰性 の層と陽性の層との間にはさまれた導電性の中間層を含む。中間層は、導電性の 粒子を含むプラスチック基板である。陰性の層は、銀被覆されたニッケル粒子も しくはアルミニウムが良い。陽性の層は、銀、銅、ニッケル、鉛といったような 金属で良い。しかしながら、Ran等の’797参照文献のバイポーラ電極は、酸 化還元反応を必要とする電気化学的電池で機能する。 Cysteic等に付与された米国特許番号5,279,910は、周囲の温度での 可逆動作用の改良された電池を教示する。電池は、負電極、複合正電極、電気化 学の活物質、電解質、任意で導電性物質を含む。Cysteic等の’977電池は、 酸化還元反応を必要とする。 Weiss等に付与された米国特許番号5,419,977は、電気エネルギーの 生成のための電気化学装置を教示する。電気化学装置は、キャパシタンス密度及 びエネルギー蓄積容量を増大できる有効に結合されたキャパシタを含む。weiss 等の’977参照文献の電気化学装置は、酸化還元反応を必要とする。 電気エネルギーへの熱の直接変換のための別の方法は、ゼーベック効果、ペル チエ効果、トムソン効果に基づく熱電気装置を介してである。ゼーベック効果は 、 接点が2つの異なる温度に維持されている(例えば、高温接点と低温接点)2つ の異なる導体から成る回路で生成される起電力(EMF)に関する。 ペルチエ効果は電気エネルギーから温度差異を生成する。ペルチエ効果とは、 電流が接点を通る時、2つの異なる導体間の接点で生成される可逆熱をいう。導 体の内の1つは低温接点に接続され、もう一方の導体は高温接点に接続される。 トムソン効果は、単一の電流導体における熱の可逆生成を含む。その導体に沿 って温度勾配が維持されている。トムソン熱は、電流と温度勾配の積に比例する 。温度勾配に関して電流の方向がどちらかに反対にされる時、導体がトムソン熱 の発生体からトムソン熱の吸収体へ変わるという意味で、トムソン熱は可逆であ ると言われる。 熱電気装置のいくつかの例は、熱電対(例えば、P−タイプの熱電気変換物質 )及び灰チタン石構造を有する酸化物から成る熱電気物質である。しかしながら 、熱電気装置は、比較的低効率で、出力単位あたりのコストが比較的高いという 不利益があることが知られている。熱電気装置によって電気を生成する努力の例 は、米国特許番号4,969,956及び5,057,161に開示されている 。Kreider等に付与された米国特許番号4,969,956は、透明な薄膜熱電 対及びそれを製造する方法を教示している。Kreider等の熱電対には、電気的に 結合される元素での反応性スパッタリングによって表面に形成されるインジウム 酸化物の負の元素とインジウム酸化スズの正の元素とが含まれ、電気への熱変換 のために高温接点を形成する。反応性スパッタリングは、アルゴン及び酸素ガス 体の磁電管ソースで実施される。 コマバヤシ等に付与された米国特許番号5,057,161は、P−タイプの 鉄ケイ化物熱電気変換物質を教示している。熱電気変換物質の特許には、2つの 異なる温度を必要とするゼーベック効果が含まれる。 上記に説明された技術の各々は、周囲温度の単なる関数として動作する簡便な 電流生成装置へのそれらの使用をある程度まで制限する条件を必要とする。従っ て、従来技術に関連する通常の不都合を克服する電流を生成するための複合構造 及び方法を提供することが、本発明の目的である。発明の概要 本発明は、周囲熱が存在する中で電流を生成するための装置である。装置の好 ましい構造は多層の積層板であり、本発明にはまた、装置をつくり、活性化する 方法が含まれる。 本発明に従う積層板には、第1の外側の層と第2の外側の層との間にはさまれ た所定の電気陰性値を有する中間層が含まれ、第1の外側の層は、中間層よりも 小さい電気陰性値を有し、第2の外側の層は、第1の外側の層よりも小さい電気 陰性値を有する。約2.0から約4.0の電気陰性値を有する第1及び第2のバ インダー・コンビネーションから中間層を形成するのが好ましい。第1の外側の 層は、約1.7から約1.9の電気陰性値を有するのが好ましい。第2の外側の 層は、約0.7から約1.6の電気陰性値を有するのが好ましい。 上記のように、第1のバインダー・コンビネーションと第2のバインダー・コ ンビネーションから中間層を形成するのが好ましい。第1のバインダー・コンビ ネーションは、重合バインダー及び第1の電気陰性物質を含む。第2のバインダ ー・コンビネーションは、重合バインダー及び第2の電気陰性物質を含む。中間 層の第1及び第2のバインダー・コンビネーションは、第1もしくは第2の外側 の層よりも大きい所定の電気陰性値を有するのが好ましい。第1及び第2の電気 陰性物質の選定によって、第1及び第2の外側の層よりも大きい平均電気陰性値 を有する層を生じる結果となる。 重合バインダーは、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、もしくはポリフッ化ビ ニリデンであるのが好ましい。重合バインダーは、ポリ酢酸ビニルであるのがよ り好ましい。 中間層の第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、At、Ir 、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br、Cl 、N、O、F、もしくはそれらの混合物であるのが好ましい。第1の電気陰性物 質は、燐(P)であるのがより好ましく、赤燐の形式であるのが最も好ましい。 中間層の第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、Te、At 、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br 、 Cl、N、O、F、もしくはそれらの混合物であるのが好ましい。第2の電気陰 性物質は、クロミウム(Cr)であるのがより好ましく、例えば、Cr23とい った酸化物の形式であるのが最も好ましい。 第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、Pb、 Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、もしくはそれらの化合物で あるのが好ましい。第1の外側の層はCuであるのがより好ましい。 第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、Li、 Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、Ta、T c、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、もしくはそれらの混合物であるのが好 ましい。第2の外側の層はアルミニウムもしくはマグネシウムアルミニウムであ るのがより好ましい。 中間層と第1の外側の層との間の電気陰性の差異は、約0.1から約1.2で あり、約0.3から約0.7であるのが好ましく、0.7であるのがより好まし い。 本発明の結果として、装置、装置をつくる方法、周囲の熱のみが存在する中で 電流を生成する方法を実施することができる。本発明の装置は、簡便、容易に製 造可能である。本発明は、ソースの化学成分の劣化と金属成分の腐食を生じる従 来のバッテリーの酸化還元反応を必要としない。 他の目的及び更なる目的と共に、本発明のより良い理解のために、例に関する 以下の説明を参照し、その範囲を添付の請求項に示す。図面の簡単な説明 図1は、注釈付きの周期表である。 図2は、周期表からの元素の電気陰性値のリストである。 図3は、本発明の積層体の透視図である。発明の詳細な説明 本発明は、周囲の熱の存在する中で電流を生成するための装置である。本装置 は、第1の外側の層と第2の外側の層との間にはさまれた中間層を使用する多層 構造であるのが好ましい。本発明はまた、周囲の熱の存在する中で電流を生成す るための装置をつくり、利用する方法を含む。 本発明に従う積層体は、第1の外側の層と第2の外側の層との間にはさまれ、 所定の電気陰性値を有する中間層が含まれる。第1の外側の層は、中間層よりも 小さい電気陰性値を有し、順に、第2の外側の層は、第1の外側の層よりも小さ い電気陰性値を有する。 電気陰性度は、分子中の原子のそれ自体に電子を引きつける能力の相対的な単 位である。ある値を1つの元素に割り当てて、電気陰性度の他の値を割り当てら れた値と比較することによって、電気陰性値の尺度が制定されてきた。 最も広く使用されている電気陰性値の尺度は、Linus Paulingによってつくり だされた(Leo J.Malone、化学の基本コンセプト(Basic Concepts of Chemist ry)、156−160(2d ed.1985))。Linus Paulingによると、電気陰性度 は、周期表の右上に移動するにつれて増大する周期的な性質がある。図1を参照 されたい。 Paulingの尺度について、4.0の値が、最も高い電気陰性度の元素、すなわ ちフッ素に割り当てられている。そして、他の電気陰性値は、フッ素に割り当て られた値に比例して制定されている。 図1及び図2は、代表的な元素の電気陰性値が、周期表の左から右へ、また、 下から上へ増大する傾向を例示する。より特定すると、電気陰性値は、周期表の 左下部分の金属元素について低く、また、周期表の右上部分の非金属について高 い傾向がある。この傾向に対する例外は希ガスに見られ、希ガスはゼロに近い電 気陰性値を有する。低い電気陰性値を有する元素は、電子に対して殆ど引力がな い。それらは容易に電子を放出する。 本発明に従う積層体は、第1の外側の層と第2の外側の層との間に配置された 所定の電気陰性値を有する中間層を含み、そこでは、第1の外側の層は中間層よ りも小さい電気陰性値を有し、第2の外側の層は第1の外側の層よりも小さい電 気陰性値を有する。中間層は、約2.0から約4.0の電気陰性値を有する第1 及び第2のコンビネーションから成るのが好ましい。第1の外側の層は、約1. 7から約1.9の電気陰性値を有するのが好ましい。第2の外側の層は、約0. 7から約1.6の電気陰性値を有するのが好ましい。 本発明の好ましい実施例では、第1のバインダー・コンビネーションと第2の バインダー・コンビネーションから中間層を形成する。第1のバインダー・コン ビネーションには、重合バインダーと第1の電気陰性物質が含まれる。第2のバ インダー・コンビネーションには、重合バインダーと第2の電気陰性物質が含ま れる。中間層の第1と第2のバインダー・コンビネーションは、第1もしくは第 2の外側の層よりも大きい所定の電気陰性値を有する。第1及び第2の電気陰性 物質の選択によって、第1及び第2の外側の層よりも大きい平均電気陰性値を有 する層を生じる。 重合バインダーは、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、もしくはポリフッ化ビ ニリデンであるのが好ましい。重合バインダーは、ポリ酢酸ビニルであるのがよ り好ましい。 中間層の第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、At、Ir 、OS、Pd、Pt、Rh、RU、Ag、Au、Se、C、I、S、Br、Cl 、N、O、F、もしくはそれらの混合物であるのが好ましい。第1の電気陰性物 質は、燐(P)であるのがより好ましく、赤燐の形式であるのが最も好ましい。 中間層の第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、Te、At 、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br 、Cl、N、O、F、もしくはそれらの混合物であるのが好ましい。第2の電気 陰性物質は、クロミウム(Cr)であるのがより好ましく、例えば、Cr23と いった酸化物の形式であるのが最も好ましい。 本発明では、第1及び第2の電気陰性物質はまた熱感応物質である。熱感応物 質は、分子の電子を移動するように励起することによって、32°F以上の温度 に応答する物質である。熱感応物質は、32°Fから350°Fの温度に応答す るのが好ましい。 第1のバインダー・コンビネーションの第1の電気陰性物資に対する重合バイ ンダーの割合は、約4:1から1:1であり、約2:1であるのが好ましい。 第2のバインダー・コンビネーションの第2の電気陰性物資に対する重合バイ ンダーの割合は、約4:1から1:1であり、約2:1であるのが好ましい。 第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、Pb、 Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、もしくはそれらの混合物で あるのが好ましい。第1の外側の層はCuであるのがより好ましい。 第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、Li、 Sr、AC、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、Ta、T c、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、もしくはそれらの混合物であるのが好 ましい。第2の外側の層はアルミニウムもしくはマグネシウムアルミニウムであ るのがより好ましい。 本発明では、積層体の中間層、第1の外側の層、第2の外側の層の電気陰性値 の差異が大きくなればなるほど、ますます大きな電流を出力する。 中間層と第1の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.1から約3.3 であり、約0.9から約1.16であるのが好ましく、1.16であるのがより 好ましい。 第1の外側の層と第2の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.4から 約1.2であり、約0.3から約0.7であるのが好ましく、0.7であるのが より好ましい。 本発明に従う積層体は3層構造から成り、ここで、中間層は第1の外側の層と 第2の外側の層との間の薄層から成る。 (a)所定の電気陰性値を有する第1の電気陰性物質を含む第1のバインダー ・コンビネーションを第1の外側の層に塗布し、(b)所定の電気陰性値と有す る第2の電気陰性物質を含む第2のバインダー・コンビネーションを第2の外側 の層に塗布し、(c)第1と第2の外側の層を加圧して、第1と第2のバインダ ー・コンビネーションから中間層を形成することによって、積層体の構造をつく るのが好ましい。第1の外側の層は、前記第1のバインダー・コンビネーション の第1の電気陰性物質よりも小さい電気陰性値を有する。第2の外側の層は、第 2のバインダー・コンビネーションの第2の電気陰性物質よりも小さい電気陰性 値を有する。第2の外側の層はまた、第1の外側の層の第1の電気陰性物質よ りも小さい電気陰性値を有する。中間層は、第1及び第2の外側の層よりも大き な電気陰性値を有する。 本発明の方法はまた、例えば少なくとも約32°Fから250°Fまでの温度 の熱に上記に説明した積層体をさらすことによって電流を生成する方法を含む。 思いがけなく、一般的に、周囲の熱は電流を生成するのに十分である。 熱が存在する中で、本発明の積層体の電子は、高電気陰性度から低電気陰性度 へ回路中を流れる。この流れは電荷バランスを崩し、従って、周囲の温度に応答 して継続的に流れるように電子を引きつける。電子の流れは、熱の増大に比例し て増大する。 図3は、本発明の積層体の3層と本発明の積層体の電子の流れを例示する。図 3に示される3層の実施例では、(a)中間層1の第1のバインダー・コンビネ ーションを第1の外側の層2に塗布し、(b)中間層4の第2のバインダー・コ ンビネーションを第2の外側の層3に塗布し、(c)第1の外側の層2と第2の 外側の層3を共に圧して、中間層を形成することによって、本発明の積層体をつ くる。 例示の目的のために、また、現時点における本発明の最良の方法を説明するた めに、例を以下に説明する。いずれにしても、本発明の範囲は、ここに示される 例に限定されるべきではない。 本発明を積層体の層の電気陰性値が同一である対照試料と比較することによっ て、本発明の効果を明らかにするために、以下の例を示す。 例1 対照試料 3層積層体をつくった。1.5平方インチの銅ホイルの第1の外側の層を、2 :1の割合のポリ酢酸ビニル/赤燐で被覆した。1.5平方インチの銅ホイル のもう1つの外側の層を、1:2の割合の酸化クロム(III)/ポリ酢酸ビニルで 被覆した。銅ホイルの被覆された側を共に圧して、中間層を形成した。 中間層と銅層との間の電気陰性度の差異は0.52であった。2つの外側の層 の各々の電気陰性度は同一であった。 結果生じる3層の積層体を室温(70°F)、100°F、212°Fに置い た。積層体の電圧及びアンペア数を測定した。結果を表1に例示する。 本発明の積層体によって電流が生成されることを明らかにするために、以下の 例を示す。 例2 本発明の積層体 以下のように、3層の積層体をつくった。1.5平方インチの銅ホイルの第1 の外側の層を、2:1の割合のポリ酢酸ビニル/赤燐で被覆した。1.5平方イ ンチのアルミニウムのもう1つの外側の層を、1:2の割合の酸化クロム(III )/ポリ酢酸ビニルで被覆した。アルミニウムホイルの被覆された側に対して、 銅ホイルの被覆された側を共に圧して、中間層を形成した。 中間層とアルミニウム層との間の電気陰性度の差異は0.32であった。銅の 外側の層とアルミニウム層の電気陰性度の差異は0.40であった。中間層と銅 層との間の電気陰性度の差異は0.52であった。 結果生じる3層の積層体を室温(70°F)、100°F、212°Fに置い た。積層体の電圧及びアンペア数を測定した。結果を表1に例示する。 例3 本発明の積層体 3層の積層体をつくった。1.5平方インチの銅ホイルの第1の外側の層を、 2:1の割合のポリ酢酸ビニル/赤燐で被覆した。1.5平方インチのアルミニ ウムマグネシウムのもう1つの外側の層を、1:2の割合の酸化クロム(III) /ポリ酢酸ビニルで被覆した。アルミニウムマグネシウムホイルの被覆された側 に対して、銅ホイルの被覆された側を共に圧して、中間層を形成した。 中間層とアルミニウムマグネシウム層との間の電気陰性度の差異は1.02で あった。銅の外側の層とアルミニウムマグネシウム層の電気陰性度の差異は0. 55であった。中間層と銅層との間の電気陰性度の差異は0.52であった。 結果生じる3層の積層体を室温(70°F)、100°F、212°Fに置い た。積層体の電圧及びアンペア数を測定した。結果を表1に例示する。 電圧及び電流のアンペア数を測定することによって、例1、2、3の電流の量 を決定した。 表1から、生成される電流の量は、例1、2、3の積層体の層間の電気陰性値 の差異に比例することが容易に明らかである。対照例1は、外側の層間に電気陰 性値の差異がなかった場合には、電流が生成されなかったことを明らかにした。 例2において、3層の電気陰性値に差異があった場合には、電流が生成された。 例3において、例2に比べて、3層の電気陰性値により大きな差異があった場合 には、より大きな電流が生成された。このように、上記の例は、層間の電気陰性 値の差異が大きくなればなるほど、より大きな電流を生成できることを例示して いる。更に、当業者にとって明らかなように、周囲の熱の温度の増大は、電流の 生成を増大する結果となった。 好ましい実施例であると現在考えられているものを説明してきたけれども、本 発明の真の精神から逸脱することなく、他及び更なる変更及び改修を実施できる こと、また、ここに添付された請求の範囲内に、全てのこのような変更及び改修 を含むことを意図していることを、当業者は理解されるであろう。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成10年6月5日(1998.6.5) 【補正内容】 中間層の第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、At、Ir 、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br、Cl 、N、O、F、もしくはそれらの化合物であるのが好ましい。第1の電気陰性物 質は、燐(P)であるのがより好ましく、赤燐の形式であるのが最も好ましい。 中間層の第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、Te、At 、Ir、Os,Pd、pt、Rh,Ru、Ag,Au、Se、C、I、S、Br 、Cl、O、F、もしくはそれらの化合物であるのが好ましい。第2の電気陰性 物質は、クロミウム(Cr)であるのがより好ましく、例えば、Cr23といっ た酸化物の形式であるのが最も好ましい。 第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、Pb、 Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、もしくはそれらの化合物で あるのが好ましい。第1の外側の層はCuであるのがより好ましい。 第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、Li、 Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、Ta、T c、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、もしくはそれらの化合物であるのが好 ましい。第2の外側の層はアルミニウムもしくはマグネシウムアルミニウムであ るのがより好ましい。 中間層の第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、At、Ir 、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br、Cl 、N、O、F、もしくはそれらの化合物であるのが好ましい。第1の電気陰性物 質は、燐(P)であるのがより好ましく、赤燐の形式であるのが最も好ましい。 中間層の第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、Te、At 、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br 、Cl、N、O、F、もしくはそれらの化合物であるのが好ましい。第2の電気 陰性物質は、クロミウム(Cr)であるのがより好ましく、例えば、Cr23と いった酸化物の形式であるのが最も好ましい。 本発明では、第1及び第2の電気陰性物質はまた熱感応物質である。熱感応物 質は、分子の電子を移動するように励起することによって、32°F以上の温度 に応答する物質である。熱感応物質は、32°Fから350°Fの温度に応答す るのが好ましい。 第1のバインダー・コンビネーションの第1の電気陰性物資に対する重合バイ ンダーの割台は、約4:1から1:1であり、約2:1であるのが好ましい。 第2のバインダー・コンビネーションの第2の電気陰性物資に対する重合バイ ンダーの割合は、約4:1から1:1であり、約2:1であるのが好ましい。 第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、Pb、 Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、もしくはそれらの化合物で あるのが好ましい。第1の外側の層はCuであるのがより好ましい。 第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、Li、 Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、Ta、T c、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、もしくはそれらの化合物であるのが好 ましい。第2の外側の層はアルミニウムもしくはマグネシウムアルミニウムであ るのがより好ましい。 5.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、 At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S 、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの化合物から成る基から選定される請 求項2に記載の積層体。 6.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は赤燐である請求項2に記載の積層体 。 7.前記中間層の前記第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、 Te、At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se,C、 I、S、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの化合物から成る基から選定さ れる請求項2に記載の積層体。 8.前記中間層の前記第2の電気陰性物質はCr23である請求項2に記載の積 層体。 9.前記第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、 Pb、Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、及びそれらの化合 物から成る基から選定される請求項1に記載の積層体。 10.前記第1の外側の層はCuである請求項1に記載の積層体。 11.前記第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、 Li、Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、 Ta、Tc、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、及びそれらの化合物から成 る基から選定される請求項1に記載の積層体。 12.第2の外側の層はアルミニウム及びマグネシウムアルミニウムから成る基か ら選定される請求項1に記載の積層体。 18.前記重合バインダーはポリ酢酸ビニルである請求項16に記載の方法。 19.前記第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、At、Ir、 Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br、Cl 、N、O、F、及びそれらの化合物から成る基から選定される請求項16に記 載の方法。 20.前記第1の電気陰性物質は赤燐である請求項16に記載の方法。 21.前記第2のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第2の電気 陰性物質から成る請求項15に記載の方法。 22.前記重合バインダーは、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニ ルから成る基から選定される請求項21に記載の方法。 23.前記重合バインダーはポリ酢酸ビニルである請求項21に記載の方法。 24.前記中間層の前記第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、 Te、At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、 I、S、Br,Cl、N、O、F、及びそれらの化合物から成る基から選定さ れる請求項21に記載の方法。 25.前記中間層の前記第2の電気陰性物質はCr23である請求項21に記載の 方法。 26.前記第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、 Pb、Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、及びそれらの化合 物から成る基から選定される請求項15に記載の方法。 27.前記第1の外側の層はCuである請求項15に記載の方法。 28.前記第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、 Li、Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、 Ta、Tc、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、及びそれらの化合物から成 る基から選定される請求項15に記載の方法。 29.第2の外側の層はアルミニウム及びマグネシウムアルミニウムから成る基か ら選定される請求項15に記載の方法。 30.中間層と第1の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.40から3. 30である請求項15に記載の方法。 31.第1の外側の層と第2の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.10 から1.20である請求項15に記載の方法。 32.多層積層体を周囲の熱と接触させ、 前記多層積層体は、第1の外側の層と第2の外側の層との間にはさまれて、 所定の電気陰性値を有する中間層を備え、 前記第1の外側の層は前記中間層よりも小さい電気陰性値を有し、 前記第2の外側の層は前記第1の外側の層よりも小さい電気陰性値を有する 、電流を生成するための方法。 33.前記中間層は第1のバインダー・コンビネーション及び第2のバインダー・ コンビネーションから成り、 前記第1のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第1の電気 陰性物質から成り、前記第1のバインダー・コンビネーションは前記第1及び 第2の外側の層よりも大きい所定の電気陰性値を有し、 前記第2のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第2の電気 陰性物質から成り、前記第2のバインダー・コンビネーションは前記第1及び 第2の外側の層よりも大きい所定の電気陰性値を有する、請求項32に記載の 方法。 34.前記重合バインダーは、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニ ルから成る基から選定される請求項33に記載の方法。 35.前記重合バインダーはポリ酢酸ビニルである請求項33に記載の方法。 36.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、 At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S 、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの化合物から成る基から選定される請 求項33に記載の方法。 37.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は赤燐である請求項33に記載の方法 。 38.前記中間層の前記第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、 Te、At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、 I、S、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの化合物から成る基から選定さ れる請求項33に記載の方法。 39.前記中間層の前記第2の電気陰性物質はCr23である請求項33に記載の 方法。 40.前記第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、 Pb、Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、及びそれらの化合 物から成る基から選定される請求項32に記載の方法。 41.前記第1の外側の層はCuである請求項32に記載の方法。 42.前記第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、 Li、Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、 Ta、Tc、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、及びそれらの化合物から成 る基から選定される請求項32に記載の方法。 43.第2の外側の層はアルミニウム及びマグネシウムアルミニウムから成る基か ら選定される請求項32に記載の方法。 44.中間層と第1の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.40から3. 30である請求項32に記載の方法。 45.第1の外側の層と第2の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.10 から1.20である請求項32に記載の方法。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.第1の外側の層と第2の外側の層との間にはさまれて、所定の電気陰性値を 有する中間層を備え、 前記第1の外側の層は前記中間層よりも小さい電気陰性値を有し、 前記第2の外側の層は前記第1の外側の層よりも小さい電気陰性値を有する 、周囲の熱が存在する中で電流を生成するための多層積層体。 2.前記中間層は第1のバインダー・コンビネーション及び第2のバインダー・ コンビネーションから成り、 前記第1のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第1の電気 陰性物質から成り、前記第1のバインダー・コンビネーションは前記第1及び 第2の外側の層よりも大きい所定の電気陰性値を有し、 前記第2のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第2の電気 陰性物質から成り、前記第2のバインダー・コンビネーションは前記第1及び 第2の外側の層よりも大きな所定の電気陰性値を有する請求項1に記載の積層 体。 3.前記重合バインダーは、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニ ルから成る基から選定される請求項2に記載の積層体。 4.前記重合はポリ酢酸ビニルである請求項2に記載の積層体。 5.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、 At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S 、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの混合物から成る基から選定される請 求項2に記載の積層体。 6.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は赤燐である請求項2に記載の積層体 。 7.前記中間層の前記第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、 Te、At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、CN I、S、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの混合物から成る基から選定さ れる請求項2に記載の積層体。 8.前記中間層の前記第2の電気陰性物質はCr23である請求項2に記載の 積層体。 9.前記第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、 Pb、Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、及びそれらの混合 物から成る基から選定される請求項1に記載の積層体。 10.前記第1の外側の層はCuである請求項1に記載の積層体。 11.前記第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、 Li、Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、 Ta、Tc、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、及びそれらの混合物から成 る基から選定される請求項1に記載の積層体。 12.第2の外側の層はアルミニウム及びマグネシウムアルミニウムから成る基か ら選定される請求項1に記載の積層体。 13.中間層と第1の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.40から3. 30である請求項1に記載の積層体。 14.第1の外側の層と第2の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.10 から1.20である請求項1に記載の積層体。 15.(a) 所定の電気陰性値を有する第1の電気陰性物質を含む第1のバイン ダー・コンビネーションを第1の外側の層に塗布し、前記第1の外側の層は前 記第1のバインダー・コンビネーションの前記第1の電気陰性物質よりも小さ い電気陰性値を有し、 (b) 第2の電気陰性物質を含む第2のバインダー・コンビネーションを第 2の外側の層に塗布し、前記第2の外側の層は前記第2のバインダー・コンビ ネーションの前記第2の電気陰性物質よりも小さい電気陰性値を有し、前記第 2の外側の層は前記第1の外側の層よりも小さい電気陰性値を有し、 (c) 前記第1及び第2の外側の層を圧して、前記第1及び第2のバインダ ー・コンビネーションから中間層を形成し、前記中間層は前記第1及び第2の 外側の層よりも大きい電気陰性値を有する、周囲の熱が存在する中で電流を生 成するための多層積層体をつくる方法。 16.前記第1のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第1の電気 陰性物質から成る請求項15に記載の方法。 17.前記重合バインダーは、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニ ルから成る基から選定される請求項16に記載の方法。 18.前記重合バインダーはポリ酢酸ビニルである請求項16に記載の方法。 19.前記第1の電気陰性物質は、AS、B、Po、H、P、Te、At、Ir、 Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S、Br、Cl 、N、O、F、及びそれらの混合物から成る基から選定される請求項16に記 載の方法。 20.前記第1の電気陰性物質は赤燐である請求項16に記載の方法。 21.前記第2のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第2の電気 陰性物質から成る請求項15に記載の方法。 22.前記重合バインダーは、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニ ルから成る基から選定される請求項21に記載の方法。 23.前記重合バインダーはポリ酢酸ビニルである請求項21に記載の方法。 24.前記中間層の前記第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、 Te、At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、 I、S、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの混合物から成る基から選定さ れる請求項21に記載の方法。 25.前記中間層の前記第2の電気陰性物質はCr23である請求項21に記載の 方法。 26.前記第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、 Pb、Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、及びそれらの混合 物から成る基から選定される請求項15に記載の方法。 27.前記第1の外側の層はCuである請求項15に記載の方法。 28.前記第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、 Li、Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、 Ta、Tc、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、及びそれらの混合物から成 る基から選定される請求項15に記載の方法。 29.第2の外側の層はアルミニウム及びマグネシウムアルミニウムから成る基か ら選定される請求項15に記載の方法。 30.中間層と第1の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.40から3. 30である請求項15に記載の方法。 31.第1の外側の層と第2の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.10 から1.20である請求項15に記載の方法。 32.多層積層体を周囲の熱と接触させ、 前記多層積層体は、第1の外側の層と第2の外側の層との間にはさまれて、 所定の電気陰性値を有する中間層を備え、 前記第1の外側の層は前記中間層よりも小さい電気陰性値を有し、 前記第2の外側の層は前記第1の外側の層よりも小さい電気陰性値を有する 、電流を生成するための方法。 33.前記中間層は第1のバインダー・コンビネーション及び第2のバインダー・ コンビネーションから成り、 前記第1のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第1の電気 陰性物質から成り、前記第1のバインダー・コンビネーションは前記第1及び 第2の外側の層よりも大きい所定の電気陰性値を有し、 前記第2のバインダー・コンビネーションは重合バインダー及び第2の電気 陰性物質から成り、前記第2のバインダー・コンビネーションは前記第1及び 第2の外側の層よりも大きい所定の電気陰性値を有する、請求項32に記載の 積層体。 34.前記重合バインダーは、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニ ルから成る基から選定される請求項33に記載の積層体。 35.前記重合バインダーはポリ酢酸ビニルである請求項33に記載の積層体。 36.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は、As、B、Po、H、P、Te、 At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、I、S 、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの混合物から成る基から選定される請 求項33に記載の積層体。 37.前記中間層の前記第1の電気陰性物質は赤燐である請求項33に記載の積層 体。 38.前記中間層の前記第2の電気陰性物質は、Cr、As、B、Po、H、P、 Te、At、Ir、Os、Pd、Pt、Rh、Ru、Ag、Au、Se、C、 I、S、Br、Cl、N、O、F、及びそれらの化合物から成る基から選定さ れる請求項33に記載の積層体。 39.前記中間層の前記第2の電気陰性物質はCr23である請求項33に記載の 積層体。 40.前記第1の外側の層は、Cd、In、W、Co、Fe、Ge、Mo、Ni、 Pb、Si、Sn、Ti、Bi、Cu、Hg、Re、Sb、及びそれらの混合 物から成る基から選定される請求項32に記載の積層体。 41.前記第1の外側の層はCuである請求項32に記載の積層体。 42.前記第2の外側の層は、Cs、Fr、K、Ru、Ba、Na、Ra、Ca、 Li、Sr、Ac、La、Mg、Y、Hf、Sc、Zr、Al、Be、Mn、 Ta、Tc、Ti、Cr、Ga、Nb、V、Zn、及びそれらの混合物から成 る基から選定される請求項32に記載の積層体。 43.第2の外側の層はアルミニウム及びマグネシウムアルミニウムから成る基か ら選定される請求項32に記載の積層体。 44.中間層と第1の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.40から3. 30である請求項32に記載の積層休。 45.第1の外側の層と第2の外側の層との間の電気陰性度の差異は、約0.10 から1.20である請求項32に記載の積層体。
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