1995 Fiscal Year Annual Research Report
磁場中の熱電効果を利用した直接発電のための基礎研究
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06558074
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| Research Institution | National Institute for Fusion Science |
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Principal Investigator |
山口 作太郎 核融合科学研究所, 助教授 (10249964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田島 輝彦 核融合科学研究所, 助教授 (90135385)
渡辺 国彦 核融合科学研究所, 助教授 (40220876)
小森 彰夫 核融合科学研究所, 助教授 (50143011)
相良 明男 核融合科学研究所, 助教授 (20187058)
本島 修 核融合科学研究所, 教授 (60109056)
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| Keywords | エネルギー変換 / 熱電変換 / 半導体材料 / 高温材料 / 磁場効果 / ネルンスト効果 / 超伝導コイル / 熱電効果 |
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| Research Abstract |
本年度は昨年度に実験装置を制作したことに引き続いて、半導体材料の輸送係数の測定を行った。特に、測定手段の取得と確立のために、BiTe系の材料を用いて実験を進めた。これには2つの理由がある。一つは、熱電半導体は、熱電能率が高いため電気抵抗の測定の時にそれが誤差として入る可能性があるからである。これは磁場を印可してネルンスト係数を測定する時には、ホール効果が同様に誤差として含まれる。この誤差を極力避けるために素子の形状及びそれを乗せる台について、試作を行った。現状ではまだ改善の余地がある。もう一つの理由はBiTe系材料は現在唯一商用化されている熱電半導体であり、そのため多くの測定データがそろっていて磁場を印可した実験と比較が容易に行えるからである。
また、本年度は熱電半導体の研究を始めてから発見した幾つかの応用についてまとめ、エネルギー・資源学会に発表した。内容は磁場を必要とするネルンスト素子の他に超伝導コイルシステムへの応用をまとめた。これは従来型の熱電半導体を超伝導コイルの電流リ-ドに適用するアイデアである。超伝導コイルは低温であり、これを励磁する電源は常温であるから、電流路にそって熱が常温から低温に侵入する。これはコイルの安定性及びシステムの運転コストを高くする。電気は通すが熱は通さない電流リ-ドが理想的である。従来までは電流リ-ドは金属でつくられていたため、断面を大きくすると熱伝導による熱侵入が大きくなり、断面積を小さくすると電流の発熱が大きくなるので互いに矛盾した要請が必要になっていた。ここにP,N型半導体を用いると電流によって熱が共に低温から高温に運ばれるため、理想的な電流リ-ドをつくることが出来る。
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