Development of high-performance thermoelectric materials by hierarchical structure control of tungsten bronze-type oxides

• Project/Area Number: 24K01166
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 萩原 学 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (30706750)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2027: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2026: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2024: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
• Keywords: 熱電変換 / セラミックス / 複合イオン / 熱伝導

Outline of Research at the Start

金属酸化物を用いた熱電変換材料の実用化に向けて300 °C前後の中温域での熱伝導率の大幅な低減が不可欠である。本研究では(1)複合カチオンの利用、(2)分極ナノ領域の導入、(3)グレインの微細化、の３段階からなる階層的構造制御により、材料の電気伝導性を保ちつつ熱伝導を大幅に抑制する。Y3+とNa+からなる複合カチオンを有する新規なタングステンブロンズ型酸化物である(Y1/2Na1/2)xBa1－xNbO6について分極秩序構造およびグレインサイズの最適化を行い、中温から高温にかけての幅広い温度域で優れた熱電変換特性を示す材料を実現する