2018 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of Fe-Al Low Dimensional Thermoelectric Material by Molten Salts Electrolysis
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15K06525
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
山本 宏明 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (40326301)
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| Project Period (FY) |
2015-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 溶融塩電解 / 鉄-アルミニウム合金 / 熱電変換材料 / 電解作製 / 合金薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，AlCl3-NaCl-KCl-FeCl2４成分系塩化物溶融塩において定電位電解を行い，電解電位を制御することでFe-Al合金電析物の組成および熱電変換機能を制御する試みを行った．64.0 mol%AlCl3-26.0 mol%NaCl-10.0 mol%KCl溶融塩を基本組成溶融塩とし，これにFeCl2を添加してFe-Al合金電析を行った．電解温度は413 Kとし，FeCl2とAlCl3のモル比を100:1および150:1と変化させ，電解電位を詳細に変化させて定電位電解を行った．
得られた電析物はいずれの溶融塩組成においても電位が卑になるにつれAl含有量は増加する傾向がみられたが，150:1の溶融塩においてAl含有量の増加はやや高いことが分かった．
純鉄はp型熱電変換特性を示すが，Al含有量が増加するにつれゼーベック係数も大きくなり，93.9 mol%Fe-6.1 mol%Al組成においてゼーベック係数は極大値を示した．さらにAl含有量が増加するとn型の熱電変換特性を示すが，Al含有量が約25.0 mol%になると再びp型熱電変換特性に転じ，72.0 mol%Fe-28.0 mol%Al組成においてゼーベック係数は極大値を示すことが分かった．作製した試料の電気伝導率は3.0～7.0×103 Ω-1cm-1であり，電析物の合金組成に大きな相関はみられなかった．出力因子はゼーベック係数の極大値となった組成である93.9 mol%Fe-6.1 mol%Al，および72.0 mol%Fe-28.0 mol%Al組成において極大値を示した．研究範囲内において，大きな出力因子を示した72.0 mol%Fe-28.0 mol%Al組成がp型熱電変換材料として最適であることが明らかとなった．
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