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熱・電気直接変換方式による発電デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 03203120
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関山口大学

研究代表者

松原 覚衛  山口大学, 工学部, 教授 (30025986)

研究分担者 嵐 治夫  東北大学, 科研, 助教授 (80006155)
松浦 虔士  大阪大学, 工学部, 教授 (70112018)
加藤 昭夫  九州大学, 工学部, 教授 (50037727)
河本 邦仁  名古屋大学, 工学部, 教授 (30133094)
島田 昌彦  東北大学, 工学部, 教授 (80029701)
研究期間 (年度) 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
31,000千円 (直接経費: 31,000千円)
1991年度: 31,000千円 (直接経費: 31,000千円)
キーワード熱電材料 / FeSi_2 / プロズマ・プロセス / アモルファス金属 / 超微粒子 / セラミックス / AMTEC / プラズマ・プロセス / 薄膜
研究概要

熱電発電(TEC)およびアルカリ金属熱体発電(AMTEC)の技術革新を目指して、プラズマ・イオンプロセス、超高圧極限条件下での新材料開発と発電デバイスの開発に主力をおいて研究を行った。
1.熱電発電(TEC)用新材料および発電デバイスの開発
(1)鉄シリサイドFeSi_2系合金の微粒子(平均粒径〜2μm)をO_2、SiH_4のプラズマ処理で大幅な特性改善を実現した。この新材料で、無添加のβ-FeSi_2セラミックスで10倍、Cr,Coの置換系セラミックスで2〜3倍出力アップできた。「松原覚衛(山口大・工)」。(2)高温・超高圧極限下でβ-FeSi_2系セラミックスを開発した。Ru置換(〜10at.%)でβ-FeSi_2の変態温度940℃を1050℃まで高めた。「島田昌彦(東北大・工)」。(3)ポリカルボシランの反応焼結により多孔質SiCの微細構造を制御して熱電特性を大幅に改善した。「河本邦仁(名大・工)」
2.アルカリ金属熱電発電(AMTEC)の実用化研究
(1)β,β″-アルミナ焼結体と電極材料について、溶融Na中でのミクロな組織構造変化について研究した。β″-アルミナ管にNbN多孔質薄膜電極をもつAMTEC発電実験で、真空度3.7×10^<-2>Paの動作条件下で出力密度0.36W/cm^2を得た。「加藤昭夫(九大・工)」
3.熱電発電デバイスの応用開発と電力システムへの適用技術
(1)高熱流束・大電流を流した状態での発電器の出力と効率特性を、計算機シミュレーションと要素モデル実験によって検討し、熱電発電の有効性を示した。「松浦虔士(阪大・工)」(2)多孔質のZr-セラミクスを用いた高効率電解セルと、120対のFeSi_2熱電素子を組み合わせたプロトタイプの水素製造システムにより、高温・水蒸気電気分解による水素製造の有効性を実験的に示した。「嵐治夫(東北大・科研)」

報告書

(2件)
  • 1992 実績報告書
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] 松原 覚衛他、: "Characterization and Thermoelectric Properties of New β-FeSi_2 Ceramics Developed by an rf-Plasma Processing" Proc.11th Int.Conf.on Thermoelectrics(Texas,USA),. 24-27 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 島田 昌彦他、: "Preparation and Thermoelectric Properties of β-(Fe_<1-X>Rux)Si_2" J.Mater.Sci. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 河本 邦仁他、: "Thermoelectric Properties of Porous SiC Ceramics fabricated by Reacton-Sintering of Hollow Particles and polycarbosilane" Proc.11th Int.Conf.on Thermoelectrics (Texas,USA),. 102-106 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 加藤 昭夫他、: "Electrode Materials for Alkari Thermoelectric Converter (AMTEC)" Proc.27th Int.Energy Conv.Engin.Conf.,. 135-138 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 松浦 虔士他、: "板状焼結FeSi_2を用いた熱電発電器の開発(1);熱電材料のモジュール化" 平成4年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集(II). 210-211 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 嵐 治夫他、: "Hydrogen Production from High Temperature Steam Electrolysis Using Solar Energy" Int.J.Hydrogen Energy,1993. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsubara and K.Uemura: "Research activities on thermoelectrics in japan" Programme & Abstracts 10th Int.Conf.Thermoelectrics. 1. 36 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsubara,N.Minemura,J.Miyata,K.Kishimoto,K.Kawamura,T.Koyanagi and T.Miki: "Thermoelectric properties of FeSi_2 ceramics developed by plasma processing" Programme & Abstracts 10th Int.Conf.Thermoelectrics. 34 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsubara,K.Kawamura,K.Nagao,Y.Kadonaga and T.Miki: "Characterization of Fe_xSiO(O<x<3)Granular Films by Electron Spin Resonance" JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS. 30. 2569-2573 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kishimoto,S.Kurokami,T.Koyanagi and K.Matsubara: "PREPARATION OF FeーSi FILMS BY PLASMA METALORGANIC CHEMICAL VAPOR DEPOSITION" 第9回「プラズマプロセシング研究会」プロシ-ディングス. 79-82 (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kobayashi,H.Takizsawa,T.Endo,T.Sato,M.Shimada,H.Taguchi,and M.Nagao: ""Metal-Insultor Transition and Thermoelectric Properties in the System (R_<1-X>Ca_X)MnO_<3->δ (R:Tb,Ho,Y)"," Journal of Solid State Chemistry. 92. 116-129 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Takizawa,P.F.Mo,T.Endo,and M.Shimada,: ""Preparation,Thermal Stability,and Thermoelectric Properties of β-Fe_<1-X>Ru_xSi_2"," Journal of Materials Science.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] H.Togawa,K.Tsuchida,A.Kato: "Interaction between β-alumina and liquid sodium at 700℃" J.Materials Science Letters. 10. 96-100 (1990)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] O.Asakami,K.Shibata,T.Hashimoto,K.Tsuchida,and A.Kato,: "ELECTRODE MATERIOALS FOR METAL THERMOELECTRIC CONVERTER(AMTEC)" Proc.the 26th Intersociety Energy Conversion Engineering Conference,. 5. 469-474 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Won-Seon Seo,Chul-Hoon Pai,Kunihito Koumoto,and Hiroaki Yanagida: ""Microstructure Development and Stacking Fault Annihilation in β-Sic Powder Compact"" J.Ceram.Soc.Japan. 99. 443-447 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro Hirata,Takeshi Izaiku,Yoshimi Ishihara: "Synthesis of dense β,β"-alumina ceramics by reaction sintering of Na_2O-containing alumina compact" Journal of Materials Research. 6. 585-591 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro,Hirata,Takeshi Izaiku,Yoshimi Ishihara: "β,β"-Alumina Ceramics by Reaction Sintering of Na_2O-MgO-Al_2O_3" Ceramic Transactions,Vol.22,Ceramic Powder Science IV American Ceramic Society. 22. 521-526 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshihiro Hirata: "Science and Technology of Colloidal Processing" Proceedings of the International Symposium on Fine Ceramics Arita '91,Saga Prefectural Government. 31-46 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Chul-Hoon Pai,Yasuhiro Sasaki,Kunihito Koumoto,and Hiroaki Yanagida: ""Reaction Somteromg of Polycarbosilane-Impregnated Compact of Siilicon Carbide Hollow Particles and the Resultant Thermoekectric Prooperties"" J.Am.Cera.Soc.,. 74. 2922-2924 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Won-Seon Seo,Chul-Hoon Pai,Kunihito Koumoto,and Hiroaki Yanagida: ""Effects of Additives on the Stacking Fault Annihilation in β-Sic Powder Compacts"" J.Ceram,Soc.Japan,. 99. 1179-1184 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 河本 邦仁,関 務,Pai 哲薫,柳田 博明: ""炭化ホウ素のCVD合成と熱電半導体物性"" 日本セラミックス協会学術論文誌. 100. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 嵐 治夫,内藤 均,山内 康弘: "「太陽エネルギ-を用いた高温水蒸気電気分解による水素製造」" エネルギ-資源学会第10回研究発表会講演論文集. 13-18 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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