| 研究課題/領域番号 |
17H03221
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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 |
電力工学・電力変換・電気機器
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
西尾 圭史 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 教授 (90307710)
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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 |
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
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| キーワード | 熱電変換 / マグネシウムシリサイド / マンガンシリサイド / n型半導体 / p型半導体 / p-nモジュール / ニッケルシリサイド / 熱電発電 / 未利用熱エネルギー / 廃熱利用 / シリサイド / 発電システム / 二酸化炭素排出削減 / 半導体物性 |
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| 研究成果の概要 |
本研究課題ではシリサイド系熱電変換モジュールの開発を目的とし、Mg2Si熱電変換材料の高性能化、p型Mg2Siの開発および新規電極材料の開発を行った。SPS装置を用いることで高純度Mg2SiおよびMnSi1.75の合成に成功した。LiをドープすることでMg2Siのp型半導体化に成功したが、モジュールへの応用には電気伝導度が低い値であった。熱電変換材料であるMg2SiおよびMnSi1.75と電極であるNiとの反応相形成による界面における破壊を促進させるMgの生成を抑制するための新規電極材料としてのNiSi2を開発し、バッファ層として応用した結果、素子と電極界面での破壊を抑制することに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱電発電は工業炉、焼却炉、自動車エンジンなどから排出される熱の利用、火力発電や高温作動固体酸化物型燃料電池（SOFC）と併用することが可能であり、シナジー効果による化石燃料の使用量削減、CO2排出量の削減が期待できる。しかし、現状では中・高温域で使用できる市販ベースのモジュールは極僅かであり、研究開発段階のモジュールも、その性能は十分と言えず、新しい熱電材料の開発とモジュール化が必要である。
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