高性能な熱電材料の新しい作製法

1．目的と効果

　熱電材料には熱を電気に変換する性質があります。この機能を利用して、普段捨てられている熱から電気を取り出す事が可能です。省エネルギーに寄与する技術として期待されています。
　私たちはスクッテルダイトと呼ばれる熱電材料の単結晶育成に成功しました。これにより、組成が均一な不純物の少ない高品質の熱電材料が得られます。

［適用分野］
　● 熱電発電　● ペルチェ冷却

2．技術の概要、特徴

　温度差を利用した熱電発電の原理図を図に示します。一対のN型とP型の熱電材料を電極で挟み、一方を低温にもう一方を高温にします。そうすると図のように電流が発生します。
　私たちは熱電材料の中でも特に500℃〜600℃の温度領域で高い熱電特性を示すスクッテルダイトの単結晶の育成に成功しました（写真）。育成は高温高圧の条件下で行っています。従来の常圧下での育成ですと、余分なフラックスを一緒に溶かす必要があります。そのため、純粋なスクッテルダイトを取り出すには付着したフラックスを強酸で除去しなくてはいけません。それに対して、私たちの方法ではフラックスを必要としないので、強酸による処理も要りません。余分な物質を一緒に溶かさないため、高品質な単結晶が得られるという利点があります。

3．発明者からのメッセージ

　スクッテルダイトはその作動温度からプラントや自動車等からの廃熱を利用した発電に応用する事が可能です。私たちの技術を用いれば、その熱電モジュールに必要な高品質の素子を作製することが可能です。