2022 Fiscal Year Annual Research Report
極低熱伝導率化と低次元化による高い熱電性能を持つ新奇形状２次元ナノプレートの創出
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20H02576
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
高尻 雅之 東海大学, 工学部, 教授 (50631818)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 三郎 日本大学, 工学部, 准教授 (30713127)
宮崎 康次 九州工業大学, 大学院工学研究院, 特任教授 (70315159)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 無電解めっき / ナノプレート / テルル化ビスマス / ソルボサーマル合成 / 熱電物性 / ゼーベック係数 / 電気伝導率 / 熱拡散率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ナノサイズ材料は、表面積や表面の化学結合エネルギーの増加により、ユニークな物理的・化学的特性を示すため、多くの産業用途で利用される可能性があり、広く研究されている。ナノサイズ材料の形状は、3次元（3D）、2次元（2D）、1次元（1D）に分類することができる。ナノワイヤー（1D）やナノプレート（2D）などのナノサイズ材料は、その異方性構造により優れた特性を発揮する。本研究では材料の取り扱いと産業への応用が比較的容易であるナノプレートを中心に研究を進めた。
ナノプレートの機能性を向上させるためには、無電解めっきによりナノプレート表面に金属装飾を施すことが効果的である。本研究では、ソルボサーマル合成法により、単結晶のテルル化ビスマス（Bi2Te3）六方晶のナノプレートを作製し、その後、無電解めっきにより、スズとパラジウムの金属装飾をナノプレートの表面に順次施した。表面モルフォロジーと組成分析の結果、ナノプレート表面にスズとパラジウムが存在することが確認された。しかし、これらの金属はX線回折分析では検出されなかった。これは、元素の析出が不十分であるか、結晶性が低いことに起因すると考えられる。
金属修飾されたナノプレートを冷間プレスによりバルク状にし、その後、熱処理を行った。サンプルの熱電物性を測定したところ、ゼーベック係数は金属修飾されていないサンプルが最も高い値を示したが、金属修飾（特にパラジウム）することで電気伝導率とパワーファクターが大きく向上した。さらに、熱拡散率（特に面内方向）において、パラジウム修飾したナノプレートサンプルが最も低い値を示した。よって、ナノプレートの無電解めっきによるナノプレートの金属修飾は熱電性能を高めるための有効な手段であることが確認された。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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