2020 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of high-quality, low-dimensional joining interface and its application for creating thermoelectric power function
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18H01331
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
燈明 泰成 東北大学, 工学研究科, 教授 (50374955)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 金属細線 / 金属薄板 / 接合界面 / 品質 / 熱電機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．積層型高効率熱発電機の試作と評価 熱電変換性能を向上させた複数の薄板型熱発電機を積層することにより、高効率な積層型熱発電機を実現した。はじめにFe板とNi板とをCu、Ag、カーボンペースト、Inで積層し、積層に伴う電気抵抗の増加量を測定したところ、Agペーストを用いた場合が最小であった。そこでAgペーストにより6枚の薄板型熱発電機を積層した積層型熱発電機を試作したところ、最大出力は薄板型熱発電機の2倍となった。また積層に伴う電気抵抗の増加を考慮して積層型熱発電機の出力を予測する理論を構築した。実際に積層枚数を1から6枚まで変えて作製した積層型熱発電機の出力の実験値は予測値と良く一致した。また理論モデルより、積層枚数を増やすことで熱発電機内の電気抵抗を電力供給対象のそれに近づけインピーダンス整合を取りつつ、出力が向上できることを実証した。これは実用化に向けた重要な成果である。
２．極低温度差発電の実現と熱エネルギーの回生 薄板型熱発電機を利用して駆動時にモータ表面に発生する熱を再び電力として回収することを試みた。直流モータの回転部にプーリーを取り付け、プーリーにトルク負荷を与えた状態でモータを回転させたところ、負荷が増加するほど回転数は低下した。一方、モータの表面温度は負荷が増加するほど上昇し、エネルギーの一部が熱として散逸されていることを確認した。薄板型熱発電機をモータ表面に取り付けて熱エネルギーの回生を試みたところ、僅か6K程度のモータ表面の温度上昇を利用して、回転数を2%以上増大することができ、実現した薄板型熱発電機が熱エネルギーの回生に有用であることを確認した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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