2013 Fiscal Year Annual Research Report
非晶体から形成させた共晶材料によるＴＰＶ発電用高性能エミッター材料の開発
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23560799
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
掛川 一幸 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50009693)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上川 直文 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60282448)
小島 隆 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70333896)
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| Keywords | 超急冷 / TPV発電 / SPS / 湿式法 / エルビア / アルミナ / 酸化サマリウム / 酸化ディスプロシウム |
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| Research Abstract |
これまでの成果を基に，今年度は，① エルビア－アルミナ系以外で，原料コストと発電特性を考慮してTPV発電に有望と考えられる系の超急冷を用いた製造とその特性の評価，② エルビア－アルミナ系セラミックスの湿式合成により非晶体を製造し，それからTPV用エミッタを形成させてその特性を評価する，③ 昨年度確立したエルビア－アルミナ系セラミックスの湿式合成法を他の希土類－アルミナ系に適用して，合成法を確立し，その特性を検討する，の3点を重点的に研究した。
① に関し，まず酸化サマリウム－アルミナの系で，高価な原料である酸化サマリウムを1 mol%まで減らしても，高い出力を保持できた。酸化ディスプロシウム－アルミナの系については，酸化ディスプロシウムを5 mol%まで減らしても高い出力を保持できた。また，エルビア系，サマリウム系，ディスプロシウム系に関して種々の組成で3点曲げ試験を行った。その結果，サマリウム系とエルビウム系が，広い組成範囲で，ディスプロシウム系より大きな強度をもつことが見いだされた。いずれにせよ，検討した全ての試料で，実用上十分な強度のあることが確認された。また，本研究の特徴である超急冷を用いて製造したエミッタは徐冷による試料より大幅に高い強度を示した。
②に関する合成条件は昨年度に最適化されている。種々の組成のエミッタをこの方法で製造した。焼結後の嵩密度と組成との関係を，当湿式法と，超急冷法とで比較した。その結果，当湿式法による粉体の焼結性は非常に良いことが見いだされた。発電出力と組成との関係を調べた結果，エルビアの減少とともに，出力は徐々に減少した。
③に関しては酸化サマリウム－酸化アルミニウム系の湿式合成を開発した。②と比較するとエルビア－アルミナ系の湿式によるエミッタが優れていることが判明した。
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