TiN纳米粒子利用技术，实现太阳能利用高效率化

国立研究开发法人物质与材料研究机构(NIMS))纳米系统光学研究小组石井智先生等人，正在研究通过触媒(水等)分散方式直接加热的纳米粒子，有效消减传热损失，提升太阳热利用效率。该研究是“高能量高效利用相界面科学”研究领域“在陶瓷异质层的界面电磁场控制和热能利用”研究课题的一个重要环节。

据2016年2月日本新能源报纸报道，该研究团队认为实际利用太阳能供给热水等情况时，会在集热板、管等处产生传热损失，阻碍太阳能有效利用。纳米粒子则是极小的粒子（毫米的数百万分之一）。研究团队利用这个纳米粒子材料，由光照射到材料时引起电子的集体振动现象，形成等离子体激元共鸣，通过电磁场计算出容易积蓄热能的条件。从那里，算出了适合这个条件的氮化物，特别是氮化物钛(TiN)。氮化物钛是陶瓷，导电率高，作为纳米粒子的话可以在更广泛区域引起等离子体激元共鸣。

研究团队对这个纳米粒子进行了实验，测量从太阳能模拟器照射的水蒸气量和温度上升量，得出分散纳米粒子的纯水比只是纯水的情况下多出约2倍。使用集热板和管的太阳光吸收率最高只有50%左右，而这个实验吸收率超过90%。据说在改良装纳米粒子容器的断热性，抑制散射光的扩散等方面，仍有进一步提高的余地。

金或银可以作为引起等离子体激元共鸣的材料，该研究表明，能控制成本的氮化物和炭化物也采用纳米粒子技术的话，可以提高导电性。在将来，可以使用纳米粒子分散水来供给热水和暖气，更有效利用太阳能。

另外，使用纳米粒子的太阳能利用，也可以提高蒸发量，从而可以进行污水和海水的蒸馏。基于此次的实验估算，10t的污水经过5小时处理后可以得到约1t的蒸馏水。用纳米粒子的蒸馏器，只利用太阳能就可以操作，操作简单，所以在灾害时或基础设施不发达的国家或地区也可以利用。