2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of segmented thermoelectric modules using clathrate compounds without toxic materials
| Project/Area Number |
26289377
|
|---|
| Research Institution | Yamaguchi University |
|---|
Principal Investigator |
岸本 堅剛 山口大学, 創成科学研究科, 助教 (50234216)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤井 光治 山口大学, 国際総合科学部, 准教授 (20314825)
小柳 剛 山口大学, 創成科学研究科, 教授 (90178385)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 熱電材料 / 熱電発電モジュール / セグメント型 / クラスレート化合物 / タイプ2クラスレート / タイプ9クラスレート |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
１．各種セグメント素子の作製と評価
前年度まででSn系とGe系クラスレート化合物を用いた2段セグメント素子についてはおよそ完成させた。今年度ではそのN脚とP脚の両方について熱電性能の調整まで済ませた。また，その2段素子にSi系クラスレートを加えた3段素子の作製も試みた。熱電性能の調整までは達成できていないが，いくつかの作製条件の検討により機械的に強固に接合された3段素子を得た。
２．熱電発電モジュールの作製と評価
前年度に引き続き，産業技術総合研究所つくばの協力を得て，熱電発電モジュールの作製と評価を行った。Sn系とGe系のクラスレート化合物を用いた2段のセグメント型モジュールにて，温度差670 Kのとき，最大変換効率9.8 %を得た。これにより当初の目標を達成した。
３．クラスレート化合物の高性能化
前年度までの研究によりSn系のタイプ2クラスレート化合物は非常に有望な熱電材料であることがわかった。今年度はその元素置換体などの周辺材料をいくつか検討した。その中で，高温材料としてGe系のタイプ2クラスレート(K,Sr)24(Ga,Ge)136を開発した。この材料は室温キャリア移動度が50 cm2/(V s)という比較的高い値を示した。Ge系のタイプ2クラスレートも有望な材料であると考えられる。また，それ以外のタイプ9クラスレートについても前年度に引き続き検討した。(K,Ba)6(Ga,Sn,Ge)25の最小格子熱伝導率は6 mW/(cm K)で，最大無次元性能指数は0.40 (680 K)であった。
|
| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
|
