Development of ultra-efficient carbon nanotube spun yarn-based thermoelectric power generation devices with precisely controlled nanostructure

• Project/Area Number: 24K00928
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 21050:Electric and electronic materials-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 林 靖彦 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50314084)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 弘朗 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 助教 (20880553) ; 李 秦宜 九州大学, 工学研究院, 准教授 (60792041)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000); Fiscal Year 2026: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
• Keywords: カーボンナノチューブ紡績糸 / 熱電発電素子 / ナノ構造制御

Outline of Research at the Start

大部分が未利用の200度以下の室温付近の排熱を活用する，熱発電が求められている．しかし，室温付近で高い熱電変換効率を示す材料開発が遅れており，軽量・柔軟な材料探索が必要である．このために，高い熱起電力を有するカーボンナノチューブ（CNT）を膨大に束ねたCNT紡績糸による熱電変換材料・素子の技術開発を行い，これまでにない高効率熱電変換素子を実現する．しかし，従来の熱電変換材料（バルクや薄膜材料）の設計・制御概念が適用できないため，熱電変換効率を高める材料設計・制御する指針を構築する．