2006 Fiscal Year Annual Research Report
自動車の燃費向上を指向した熱電発電によるエネルギーリカバリーシステムの開発
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18760667
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
黒崎 健 大阪大学, 大学院工学研究科, 助手 (90304021)
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| Keywords | 熱電変換 / エネルギーリカバリー / タリウム化合物 / ハーフホイスラー化合物 |
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| Research Abstract |
現在の自動車業界において、その最大の研究開発目標は、いかに燃費を向上させるかにある。環境問題・エネルギー問題の観点から、今後石油系燃料の使用はますます制限されることが予想され、結果、少しでも無駄遣い無く効率よい燃料の消費が要求されている。しかしながら、一方で、自動車に投入される燃料の約七割が廃熱として捨てられているという現実がある。燃費向上のためには、この熱として捨てられているエネルギーをうまく回収し有効利用することが重要であり、これを実現するための一つの選択肢として、熱電発電があげられる。
このような背景のもと、本研究では、自動車からの廃熱エネルギーを効果的に回収し電力に変換する「高効率エネルギーリカバリーシステム(Energy Recovery System:ERS)」を具現化することを最終目的とし、それを実現するために、高性能熱電材料を開発し、それをもとに高出力熱電発電素子を実現することを目指す。
本年度は、高性能熱電発電用材料を開発すべく、各種テルル系材料ならびに、ハーフホイスラー化合物に着目して研究を実施した。熱電変換効率の指標として、モジュールを構成する材料の性能指数ZTが用いられる。ZTは、材料のゼーベック係数S、電気伝導率σ、熱伝導率κ、絶対温度Tを用いて、ZT=S^2σT/κであらわされる。既存材料のZTは、室温付近で約0.8程度であり、廃熱回収デバイスの実現のためには中高温痍(300℃から500℃付近)で高ZTを示す材料の開発が望まれている。本研究において、p型の銀-タリウム-テルル三元系化合物において300℃付近でZT=1を達成することに成功した。
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