新規熱電変換物質の開発

keywords.jpg熱電変換物質,熱電冷却,ペルチェ冷却,熱電変換,注目情報 

高畠 敏郎 

TOSHIRO TAKABATAKE

division.jpg先端物質科学研究科 量子物質科学専攻 量子物質科学講座

position.jpg教授

研究概要

研究内容

「温度差による直接発電」,あるいは「電気を流すことによる冷却」は熱電現象と呼ばれ,19世紀前半から知られていた。しかし、熱電変換素子のエネルギー変換効率が他の技術に比べて低かったことに起因して,応用分野は限られていた。
 熱電変換物質は,コンプレッサーや冷媒を使用せずに冷却できる特長を生かした騒音と振動の無い冷蔵庫も実用化されているなど,今後,広範囲な利用が期待される材料である。
 最近では,光エレクトロニクス素子の精密な温度制御に応用されているほか、未利用廃熱を電気エネルギーとして回収する省エネルギー技術として注目されている。さらに、超伝導エレクトロニクスの汎用化に際しては,低温での性能指数の大きな冷却用熱電変換材料が必要とされている。
 当研究室では,熱電変換機能を発現させる物理的要因を追究するとともに,希土類やアルカリ土類金属をベースにした新しい熱電物質の創製を行っており,例えば,セリウム化合物が低温で巨大熱電能を示すことなどを明らかにしている。

実用化に向けて(想定業界・用途、課題、企業への期待など)

この分野に関心のある企業等との共同研究・受託研究は可能である。
応用分野
廃熱の電気への変換,熱電冷却

本研究の特徴・優位性

従来のBi-Te系材料に比べて,摂氏200度から300度でほぼ等しい熱電変換性能をもつBa-Ga-Snクラスレートという環境負荷の小さな材料を開発した。

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'特許第3203383号(熱電材料および熱電変換素子),Applied Physics Letters, 92, 041901 (2008).'

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