自由電子の仕組みを利用!話題のecomo(エコモ)節電

1.自由電子とは?
2.自由電子の活用

1.自由電子とは?

自由電子とは、ポテンシャルがいたるところで働かない、つまり物質内で特定の原子間の結合に束縛されずに自由に動き回れる電子のことです。物質には電気をよく通す物と、そうでない物があります。この違いは自由電子があるか無いかによります。金属結晶などにはとても多く含まれるため電気をよく通す導体となります。導体とはR(抵抗)が少ないものを表します。たとえば金、銀、銅、鉛、亜鉛、鉄、アルミなどたくさんあります。導体の中でも特に代表的なものが銅です。温度が高くなると導電性が上がり(電気抵抗が大きくなる)、逆に温度が低くなると導電性が上がります。そして、ある種の金属を非常に低い温度にすると、電気抵抗が限りなくゼロになることを超電導現象と言います。そしてこれらは、ヘイケ・カメルリング・オネス(1853年9月21日ー1926年2月21日)というオランダの物理学者によって発見されました。超電導の状態では、オームの法則により、一度電気を流すと抵抗がゼロですから、電流が流れ続けることになります。これはリニアモーターカーにも利用されています。電気を通すか、通さないかは自由電子が影響するということです。

そして、ゴムなどには含まれないため電気が流れない絶縁体(不導体)となります。電子気体(フェルミ気体)と呼ばれることもあります。この自由電子をモデル化したものを自由電子モデル(自由電子模型、FreeElectronModel)と言います。さらに現実の電子系について、それらが自由電子であると仮定する近似を自由電子近似と言います。

特に金属の場合は、伝導電子とほとんど同じ意味で自由電子という言葉が用いられます。金属内部の自由電子は、電気伝導や熱伝導を担っています。
実際には通常の金属においても、伝導電子はごく微弱ではありますが相互作用を受けています。強く束縛を受ける伝導電子などには適用できず、電子同士の多体相互作用も無視しています。自由電子として扱うのは一種の理想でもあるのです。

2.自由電子の活用

さて、最近では自由電子の仕組みを利用した節電方法が話題になっています。それは、次世代節電ユニットecomo(エコモ)です。通常、工場や家庭にある電気の機器に電線を使って電気を流した場合、抵抗や放電などにより電力ロスが起きます。この電力ロスを減らすために、次世代節電ユニットecomoを取り付けます。するとecomoに流した電圧の力でトルマリンの微弱な電子を取り出します。この微弱な電子が自由電子です。こうすることでecomoから発生した自由電子が電流を滑らかにし、電力ロスを5%~15%減らすことができます。

エコモホームページ
http://ecomo.website/

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