2012年研究カタログ
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■ 研究担当:三上祐史/尾崎公洋 ■ サステナブルマテリアル研究部門 相制御材料研究グループ■ 連携担当:粂正市 酸化チタン系セラミックス熱電変換材料の開発研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●未利用の廃熱を用いた熱電発電によりエネルギーの有効利用に貢献 ●毒性が無く、豊富で安価な元素を用いた熱電材料の開発により環境負荷を軽減 ●ナノレベルでの構造制御により材料の熱電性能を向上 熱電発電は、小規模な熱源からも電力を発生させることがきるため、工場や自動車などから膨大に排出される「未利用廃熱」から電力を得る、新しい熱利用技術として実用化が期待されています。本研究では、熱電発電技術の広範囲への普及を目指して、従来のレアメタルから構成される熱電材料を代替し、毒性が無く、豊富で安価な元素から構成される熱電材料の高性能化を試みています。とくに酸化チタン系セラミックスにおいて、ナノレベルでの構造制御を行うことにより熱電性能の向上を試みています。 熱電変換材料は、大きなゼーベック係数と高い導電率、および低い熱伝導率を同時にあわせ持つことで高い性能を発揮します。本研究では、高いゼーベック係数を示すチタン系酸化物について、酸素欠損量を調節することで導電性を向上させながら熱伝導率を抑制し、高い熱電性能を示すセラミックス材料を開発しました。とくに、酸素欠損の導入によるマグネリ相への結晶構造遷移は、ナノレベルでの構造欠陥を自然に形成することができるため、熱伝導率の大幅な低減効果が容易に得られます。●粉末冶金技術を用いた機能性材料の研究開発●電気電子材料の研究開発●熱電材料の開発・評価●熱電モジュールの作製と発電性能試験●廃熱源の環境に適応した熱電発電システムの開発���������������������������������������������������������������������������������������熱電発電の概念図��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������酸化チタン系セラミックス熱電材料の開発● 研究拠点中部センター296ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-39N-39

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