Sulfide Thermoelectric Materials with Architected Atomic Clusters

• Project/Area Number: 23760628
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Physical properties of metals
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: OHTA Michihiro 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (50443172)
• Project Period (FY): 2011 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2011: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 金属物性 / 環境材料 / エネルギー材料 / 熱電変換 / 電子・熱物性 / 金属生産工学 / 廃熱利用 / 省エネルギー / 熱電発電 / 硫化物熱電材料 / モリブデン硫化物 / シェブレル相硫化物 / 原子クラスター / 低熱伝導率 / 材料科学

Research Abstract

We have developed the Chevrel phase sulfides as new thermoelectric materials. The host structure of a Chevrel phase sulfides consists of stacked molybdenum(Mo) and sulfur (S) clusters. The thermoelectric properties of sintered compacts of K_<3.0>Mo_6S_6

Research Products

• [Journal Article] High-performance Thermoelectric Mineral Cu12-xNixSb4S13 Tetrahedrite (2013)
  • Author(s): Koichiro Suekuni
  • Journal Title: Journal of Applied Physics Volume: 113 Issue: 4
  • DOI: 10.1063/1.4789389
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermoelectric Properties of Ti1+xS2 Prepared by CS2 Sulfurization (2012)
  • Author(s): Michihiro Ohta
  • Journal Title: Acta Materialia Volume: 60 Issue: 20 Pages: 7232-7240
  • DOI: 10.1016/j.actamat.2012.09.035
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Thermoelectric Properties of Selenospinel Cu_6Fe_4Sn_<12>Se_<32> (2012)
  • Author(s): K.Suekuni, M.Kunii, H.Nishiate, M.Ohta, A.Yamamoto, M.Koyano
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials Volume: 2011(印刷中) Issue: 6 Pages: 1130-1133
  • DOI: 10.1007/s11664-011-1842-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of Single-Phase Pb-Filled Chevrel-Phase Sulfide and Its Thermoelectric Properties (2011)
  • Author(s): Hirotaka Nishiate, Michihiro Ohta, Atsushi Yamamoto, Haruhiko Obara, Chul-Ho Lee, Kazuo Ueno
  • Journal Title: MATERIALS TRANSACTIONS Volume: 52 Issue: 8 Pages: 1535-1538
  • DOI: 10.2320/matertrans.E-M2011808
  • NAID: 130004454794
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation and Thermoelectric Properties of LaGd_<1+x>S_3and SmGd_<1+x>S_3 (2011)
  • Author(s): Michihiro Ohta, Shinji Hirai, Toshihiro Kuzuya
  • Journal Title: Journal of Electronic Materials Volume: Vol.40 Issue: 5 Pages: 537-542
  • DOI: 10.1007/s11664-010-1436-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 未利用熱エネルギー活用のための熱電変換鉱物
  • Author(s): 末國晃一郎、太田道広
  • Journal Title: クリーンエネルギー Volume: (印刷中)
  • NAID: 40019731511
• [Presentation] K を充填した Mo_<3n>S_<3n+2>(n≧2)の熱電特性 (2013)
  • Author(s): 西当弘隆、國井勝、太田道広、山本淳
  • Organizer: 日本金属学会 2013 年春期(第152回)講演大会
  • Place of Presentation: 東京理科大学神楽坂キャンパス(東京都)
• [Presentation] Thermoelectric Properties of Layered Sulphides (LnS)1.2CrS2 (Ln: Rare-earth Metals) Prepared through CS2 Sulfurization (2013)
  • Author(s): Michihiro Ohta
  • Organizer: 第8回新エネルギー技術シンポジウム
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所つくばセンター（茨城県）
• [Presentation] 鉱物テトラヘドイCu12-xNixSb4S13の熱電・構造物性 (2013)
  • Author(s): 末國 晃一郎
  • Organizer: 2013年第60回応用物理学会春季学術講演会
  • Place of Presentation: 神奈川工科大学（神奈川県）
• [Presentation] Kを充填したMo3nS3n+2(n≧2)の熱電特性 (2013)
  • Author(s): 太田 道広
  • Organizer: 日本金属学会2013年春期（第152回）講演大会
  • Place of Presentation: 東京理科大学神楽坂キャンパス（東京都）
• [Presentation] 硫黄蒸気中アニールを利用したTiS2-x単結晶育成と熱電材料の開発 (2013)
  • Author(s): 葛谷 俊博
  • Organizer: 資源・素材学会平成25年度春季大会
  • Place of Presentation: 千葉工業大学津田沼キャンパス（千葉県）
• [Presentation] ナノ構造制御した高性能カルコゲナイド熱電材料 (2012)
  • Author(s): 太田道広
  • Organizer: 表面技術協会第126回講演大会
  • Place of Presentation: 室蘭工業大学(北海道)
• [Presentation] 基本構造を制御したカリウム充填モリブデン硫化物の熱電特性 (2012)
  • Author(s): 西当弘隆、太田道広、山本淳
  • Organizer: 日本金属学会 2012 年秋期(第151回)講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学(愛媛県)
• [Presentation] カリウム充填モリブデン硫化物の複雑な結晶構造と低い格子熱伝導率 (2012)
  • Author(s): 西当弘隆、太田道広、山本淳
  • Organizer: 第九回日本熱電学会学術講演会(TSJ2012)
  • Place of Presentation: 東京工業大学東工大蔵前会館(東京都)
• [Presentation] Mo_<3n>S<3n+2>(n >= 2)クラスターを基本構造とするモリブデン硫化物の合成と熱電特性 (2012)
  • Author(s): 西当弘隆、太田道広、山本淳
  • Organizer: 日本金属学会 2012 年春期講演(第150回)大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学常盤台キャンパス(神奈川県)
• [Presentation] Thermoelectric Properties of Ternary Molybdenum Sulfides Containing Mo3nS3n+2 Clusters (2012)
  • Author(s): Michihiro Ohta
  • Organizer: The 31st International and 10th European Conference on Thermoelectrics (ICT/ECT2012)
  • Place of Presentation: Nordkraft（オールボー、デンマーク）
• [Presentation] 硫化鉱物テトラへドライトCu12-xNixSb4S13の低い熱伝導率と高い熱電性能 (2012)
  • Author(s): 末國 晃一郎
  • Organizer: 第九回日本熱電学会学術講演会（TSJ2012）
  • Place of Presentation: 東京工業大学東工大蔵前会館（東京都）
• [Presentation] カリウム充填モリブデン硫化物の複雑な結晶構造と低い格子熱伝導率 (2012)
  • Author(s): 太田 道広
  • Organizer: 第九回日本熱電学会学術講演会（TSJ2012）
  • Place of Presentation: 東京工業大学東工大蔵前会館（東京都）
• [Presentation] SmS熱電材料の合成と焼結 (2012)
  • Author(s): 平井 伸治
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期（第151回）講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県）
• [Presentation] TS2 (T: Ti, Cr) 層を基本構造に持つ層状硫化物の熱電特性 (2012)
  • Author(s): 太田 道広
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期（第151回）講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県）
• [Presentation] 骨格構造を制御したカリウム充填モリブデン硫化物の熱電特性 (2012)
  • Author(s): 太田 道広
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期（第151回）講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県）
• [Presentation] 銅およびリチウムシェブレル相化合物の合成と焼結体の熱電特性 (2012)
  • Author(s): 平井 伸治
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期（第151回）講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県）
• [Presentation] SnSフラックスを用いた熱電材料用希土類硫化物の合成 (2012)
  • Author(s): 平井 伸治
  • Organizer: 日本金属学会2012年秋期（第151回）講演大会
  • Place of Presentation: 愛媛大学（愛媛県）
• [Presentation] ナノ構造制御した高性能カルコゲナイド熱電材料 (2012)
  • Author(s): 太田 道広
  • Organizer: 表面技術協会第126回講演大会
  • Place of Presentation: 室蘭工業大学（北海道）
  • Invited
• [Presentation] Sintering of Cu2ZnSnS4 Synthesized by a Solid-phase Reaction of Sulfides and Its Thermoelectric Properties (2012)
  • Author(s): Shinji Hirai
  • Organizer: 2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • Place of Presentation: Hynes Convention Center（ボストン、米国）
• [Presentation] Synthesis of a Near-stoichiometric TiS2-x and Its Thermoelectric Properties (2012)
  • Author(s): Shinji Hirai
  • Organizer: 2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • Place of Presentation: Hynes Convention Center（ボストン、米国）
• [Presentation] Synthesis of TiS2-x Single Crystal by Sublimation Method and Its Thermoelectric Properties (2012)
  • Author(s): Shinji Hirai
  • Organizer: 2012 MRS Fall Meeting & Exhibit
  • Place of Presentation: Hynes Convention Center（ボストン、米国）
• [Presentation] Mo3nS3n+2（n => 2）クラスターを基本構造とするモリブデン硫化物の合成と熱電特性 (2012)
  • Author(s): 西当 弘隆、太田 道広、山本 淳
  • Organizer: 日本金属学会2012年春期講演（第150回）大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学常盤台キャンパス（神奈川県）
• [Presentation] TiS2焼結体の熱電特性に及ぼす原料粉末の硫黄蒸気中アニールの効果 (2012)
  • Author(s): 山本 龍介、Ruslan E. Nikolaev、葛谷 俊博、平井 伸治、太田 道広
  • Organizer: 日本金属学会2012年春期講演（第150回）大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学常盤台キャンパス（神奈川県）
• [Presentation] 硫黄蒸気中アニールによるTiS2単結晶の育成と熱電特性 (2012)
  • Author(s): Ruslan E. Nikolaev、葛谷 俊博、平井 伸治、太田 道広
  • Organizer: 日本金属学会2012年春期講演（第150回）大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学常盤台キャンパス（神奈川県）
• [Presentation] Sulfide Thermoelectric Materials: Rare-earth Sulfides, Chevrel-phase Sulfides, and Misfit Layered Sulfides (2011)
  • Author(s): Michihiro Ohta
  • Organizer: Workshop on Nanostructured Materials for Clean Energy
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所つくばセンター(茨城県)
  • Year and Date: 2011-08-11
• [Presentation] NaMo_6S_8と K_2Mo_<15>S_<19> の合成 (2011)
  • Author(s): 西当弘隆、太田道広、山本淳
  • Organizer: 日本金属学会 2011年秋期(第149回)大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ(沖縄県)
• [Presentation] シェブレル相硫化物の基本構造 Mo_6S_8 の作製と熱電特性におよぼす金属充填の効果 (2011)
  • Author(s): 西当弘隆、太田道広、山本淳、小原春彦、李哲虎、上野和夫
  • Organizer: 第八回日本熱電学会学術講演会(TSJ2011)
  • Place of Presentation: 北海道大学学術交流会館(北海道)
• [Presentation] Preparation of Misfit Layered Sulfides (LnS)1.2CrS2 (Ln: La, Pr, Nd) by CS2 Sulfurization and Their Thermoelectric Properties (2011)
  • Author(s): Michihiro Ohta, Masaru Kunii
  • Organizer: 2011 MRS Spring Meeting and Exhibit
  • Place of Presentation: Moscone West Convention Center and Marriott Marquis （California, USA）
• [Presentation] Thermoelectric Properties of Selenospinel Cu8-xFe4Sn12Se32 (2011)
  • Author(s): Koichiro Suekuni, Masaru Kunii, Hirotaka Nishiate, Michihiro Ohta, Atsushi Yamamoto, Mikio Koyano
  • Organizer: 30th International Conference on Thermoelectrics (ICT2011)
  • Place of Presentation: Grand Traverse Resort and Spa（Michigan, USA）
• [Presentation] Thermoelectric Properties of Misfit Layer Sulfides (LnS)xCrS2 (Ln: La, Pr, Nd, Gd) Prepared by CS2 Sulfurization (2011)
  • Author(s): Michihiro Ohta, Masaru Kunii, Atsushi Yamamoto, Kazuo Ueno
  • Organizer: 30th International Conference on Thermoelectrics (ICT2011)
  • Place of Presentation: Grand Traverse Resort and Spa（Michigan, USA）
• [Presentation] シェブレル相硫化物の骨格構造Mo6S8の作製と熱電特性におよぼす金属充填の効果 (2011)
  • Author(s): 西当 弘隆、太田 道広、山本 淳、小原 春彦、李 哲虎、上野 和夫
  • Organizer: 第八回日本熱電学会学術講演会（TSJ2011）
  • Place of Presentation: 北海道大学学術交流会館（北海道）
• [Presentation] 可変領域ホッピング伝導体CuyFe4Sn12Se32の熱電物性 (2011)
  • Author(s): 末國 晃一郎、鶴田 光次郎、有賀 智紀、國井 勝、太田 道広、小矢野 幹夫
  • Organizer: 第八回日本熱電学会学術講演会（TSJ2011）
  • Place of Presentation: 北海道大学学術交流会館（北海道）
• [Presentation] 複合結晶構造を持つ層状硫化物(LnS)xCrS2(Ln: La,Pr,Nd,Gd)のCS2ガス硫化合成と熱電特性 (2011)
  • Author(s): 太田 道広、國井 勝、山本 淳、上野 和夫
  • Organizer: 第八回日本熱電学会学術講演会（TSJ2011）
  • Place of Presentation: 北海道大学学術交流会館（北海道）
• [Presentation] Sulfide Thermoelectric Materials: Rare-earth Sulfides, Chevrel-phase Sulfides, and Misfit Layered Sulfides (2011)
  • Author(s): Michihiro Ohta
  • Organizer: Workshop on Nanostructured Materials for Clean Energy
  • Place of Presentation: AIST Auditorium (Ibaraki, JAPAN)
• [Presentation] Growing Method of Stoichiometric TiS2 Single Crystal (2011)
  • Author(s): Ryusuke Yamamoto, Toshihiro Kuzuya, Shinji Hirai, Ruslan E. Nikolaev, Michihiro Ohta
  • Organizer: International Symposium on Renewable Energy & Materials Tailoring
  • Place of Presentation: Yoshida-south Campus, Kyoto University (Kyoto, Japan)
• [Presentation] Preparation of Cu2ZnSnS4 by Solid-Phase Reaction among Sulfides and Its Thermoelectric Properties (2011)
  • Author(s): Shintaro Mikami、Toshihiro Kuzuya, Shinji Hirai, Akira Sakai, Ruslan E. Nikolaev, Michihiro Ohta
  • Organizer: International Symposium on Renewable Energy & Materials Tailoring
  • Place of Presentation: Yoshida-south Campus, Kyoto University (Kyoto, Japan)
• [Presentation] NaMo6S8とK2Mo15S19の合成 (2011)
  • Author(s): 西当 弘隆、太田 道広、山本 淳
  • Organizer: 日本金属学会2011年秋期講演（第149回）大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ（沖縄県）
• [Presentation] Cu2ZnSnS4の合成と焼結 (2011)
  • Author(s): 三上 慎太郎、葛谷 俊博、平井 伸治、酒井 彰、太田 道広、Ruslan E. Nikolaev
  • Organizer: 日本金属学会2011年秋期講演（第149回）大会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンターおよびカルチャーリゾートフェストーネ（沖縄県）
• [Presentation] Thermoelectric Properties of Ternary Molybdenum Sulfides Containing Mo_<3n>S_<3n+2>Clusters (2010)
  • Author(s): Michihiro Ohta, Hirotaka Nishiate, Atsushi Yamamoto
  • Organizer: The 31st International and 10th European Conference on Thermoelectrics (ICT/ECT2012)
  • Place of Presentation: Nordkraft (デンマーク、オールボー)
• [Book] 熱電材料と製造プロセス技術～熱電学シリーズ2～(梶川武信、河本邦仁監修)、第2章9節硫化物熱電材料と硫化合成 (2012)
  • Author(s): 太田道広
  • Publisher: S&T 出版株式会社
• [Book] 熱電材料と製造プロセス技術～熱電学シリーズ２～（監修：梶川武信、河本邦仁）、第２章９節硫化物熱電材料と硫化合成 (2012)
  • Author(s): 太田 道広
  • Publisher: S&T出版株式会社
• [Remarks] 記者説明会末國晃一郎、小矢野幹夫、太田道広、山本淳、西堀英治、自然界に存在する鉱物で熱電発電を可能に - 環境にやさしい高効率な熱電変換鉱物を発見 -、2013 年 2 月 15 日