| 研究課題/領域番号 |
17H02749
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ材料工学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
森 孝雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (90354430)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2017年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | 熱電材料 / ナノ構造制御 / ナノコンポジット / コンポジット |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、熱電材料の実用化を阻んできた２つのパラドックスに対して、独自の切り口と材料で高性能化原理の突破口を開くことを目的にした。高電気伝導・低熱伝導の要求に対して、以前のｎ型スクッテルダイトの単発の結果に対して、ｐ型のスクッテルダイト材料、また、異なる系にも、ナノミクロ空孔による大きな熱電高性能化を一般的に活用できることを証明した。本研究により、シーズを電高性能化原理に高度化することに成功した。一方で、高ゼーベック係数・高電気伝導の要求に対して、コンポジット化によって、MgTi2O5などの複数の材料系において、大幅な熱電高性能化が得られ、今後のコンポジット熱電材料の開発指針が得られた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
人類が使用する石油・石炭・ガスなどの１次エネルギーの約７割は未利用の廃熱として捨てられており、この一部でも電気エネルギーとして回収できれば、省エネ・省 CO2社会の実現へ大きく前進することができる。ゼーベック効果によって廃熱を効率的に有用な電気に変換し得る熱電材料の開発は社会に大きな恩恵を与え得るが、相反する物理量を含んでいるために高性能化は容易ではない。本研究では、熱電材料の実用化を阻んできた２つのパラドックスに対して、ナノミクロ空孔およびコンポジット化が複数の材料系に対して熱電高性能化に普遍的にそれぞれ有効であることを明らかにして、熱電高性能化指針を構築することに成功した。
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