Control of p/n conductivity by elemental substitution and evaluation of thermoelectric properties for iron(III) oxide-based ceramics

Research Project

Project/Area Number	24K08090
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
Research Institution	Kochi National College of Technology
Principal Investigator	安川雅啓高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (10332082)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	酸化鉄 / 熱電特性 / 電気伝導率 / ゼーベック係数 / 熱伝導率
Outline of Research at the Start	酸化鉄は地殻存在比上位の酸素と鉄から構成される最も資源豊かな電気伝導性酸化物である。本研究課題では、資源が豊富で有害性が低く高温大気中で安定なコランダム型構造の酸化鉄（α-Fe2O3）を母体酸化物とし、３価の鉄イオンを種々の金属元素で部分置換することによりn型伝導性とp型伝導性を制御したセラミックスを作製し、高温での電気伝導率、ゼーベック係数、熱伝導率を系統的に測定することにより出力因子と性能指数を評価して熱電材料としての探索を行う。さらに、n型伝導性及びp型伝導性の酸化鉄基セラミックスからなる熱電変換素子を作製し、温度差を用いた発電出力評価により、熱電素子としての応用可能性について検討する。