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半導体と金属をナノ複合させた環境適合型高効率セラミックス熱電発電材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17560591
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関千葉大学

研究代表者

西山 伸  千葉大学, 工学部, 助手 (90241942)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード節電変換 / ナノ複合 / 電気伝導度 / ゼーベック係数 / 出力因子 / 酒石酸錯体法 / 銀粒子 / 熱電変換
研究概要

より高い変換効率を持つセラミックス焼結体を作製することを目的としてCuOを添加したAgSbO_3をはじめとするナノ粒子の金属を分散させた半導体焼結体について調べた。まず、AgSbO_3系が高い熱電変換特性を示す理由を解明すべく、焼結体中の銀の粒径や分布の状態を調べるため、焼結時間の異なる試料を作製し、熱電特性とその中の銀の微粒子の関係について調べ、作製方法に関して、(a)か焼条件の影響と、(b)原料粉末作製法の影響について検討した。また、CuO以外に、ZnO, CoO, Fe_2O_3, PdO, WO_3を添加した系についても評価した。また、金属ナノ微粒子を半導体に分散させた系として、LaCoO_3中へのCa_3Co_4O_9についても実験を行った。以上の結果、次のような知見を得た。
(1)AgSbO_3焼粘体作成の際の合成条件やか焼条件の検討より、この系の熱電変換効率が微細に析出している銀粒子のサイズや分布状態に影響を受けることを見出した。
(2)AgSbO_3にZnO, CoO, Fe_2O_3あるいはPdOを添加すると電気伝導度が向上しゼーベック係数の絶対値が減少することを見出し、これらの酸化物の添加によりキャリアが増加したことを示した。
(3)La_2NiO_4にFe_2O_3を添加することで、LaNiO_3を析出させることは成功したが、キャリア濃度が低下し、性能の向上を得られることは難しかった。
(4)AgSbO_3の状態密度計算により、伝導を担っている軌道はアンチモンの5s軌道であり、この軌道の改良が、高い熱電変換効率をもたらすと考えられる。

報告書

(3件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] 酸化物熱電変換材料の進展とCuO添加AgSbO_32006

    • 著者名/発表者名
      西山 伸
    • 雑誌名

      FC Report (日本ファインセラミックス協会) 24(1)

      ページ: 20-24

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of Oxide Thermoelectric Materials and CuO- added AgSbO_32006

    • 著者名/発表者名
      S.Nishiyama
    • 雑誌名

      FC-Report, (Japan Fine Ceramic Association) 24(1)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 酸化物熱電変換材料の進展とCuO添加AgSbO_32006

    • 著者名/発表者名
      西山 伸
    • 雑誌名

      FC Report(日本ファインセラミックス協会) 24(1)

      ページ: 20-24

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of Nanosized Silver Particles on Termoelectric Properties of CuO-Added AgSbO_3 Ceramics2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nishiyama, A.Ichikawa, T.Hattori
    • 雑誌名

      Trans. Mater. Res. Soc. Jpn. 30[2]

      ページ: 487-490

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Effects of Nanosized Silver Particles on Termoelectric Properties of CuO-Added AgSbO_3 Ceramics2005

    • 著者名/発表者名
      S.Nishiyama, A.Ichikawa, T.Hattori
    • 雑誌名

      Trans.Mater.Res.Soc.Jpn. 30[2]

      ページ: 487-490

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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