研究課題
研究活動スタート支援
熱電発電技術の普及のため、正確な性能評価法の確立は必須の技術課題となっている。本研究では、無次元性能指数ZTを交直流電気計測から直接評価する交流ハーマン法の高精度化を目指した。ZTの評価式において、これまで定量的に考慮されていなかった熱損失を含んだ新たな熱補正項の導出および実験的検証に取り組んだ。正確な評価のための測定環境（条件）の構築を行い、圧力やリード線径、電極位置の取り付け位置によるZTの各依存性の検証から、対流熱伝達やリード線の熱伝導、トムソン熱による熱損失の影響を明らかにした。製品に近いモジュール構造の基板の熱損失の影響も評価し、交流ハーマン法における評価式の補正を実証した。
未利用熱のうち300℃以下の低温域の未利用熱は膨大であり、産業分野のみで日本の年間総発電量を上回ると言われ、その積極的な利用が求められている。熱電発電技術は廃熱を直接電気エネルギーに変換する技術であり、産業界での潜在的なニーズは高く、省エネのため自動車部品やloT 用のセンサ電源への普及が進めば大きな波及効果が期待される。その一方で、熱電材料の評価には様々な測定手法が使われており統一された規格がない。本研究では、簡便な電気的評価法として有望な交流ハーマン法の高精度化に取り組んだ。正確な評価法の確立は、将来的な新材料の効率的な探索、信頼性評価、デバイスの効率評価応用へと繋がることが期待される。
すべて 2019 2018 2017
すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 6件)
Electronic Structure
巻: 1 号: 1 ページ: 014002-014002
10.1088/2516-1075/ab09b7
IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement
巻: 68 号: 6 ページ: 1921-1926
10.1109/tim.2018.2877858
巻: 68 号: 6 ページ: 1907-1912
10.1109/tim.2018.2882929
ファインセラミックスレポート（FCレポート）
巻: 37 ページ: 51-55
40021890098
Phys. Rev. Mater.
巻: 2 号: 12
10.1103/physrevmaterials.2.124201
2018 Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018)
巻: - ページ: 1-6
10.1109/cpem.2018.8500961
10.1109/cpem.2018.8500874
Phys. Rev. Lett.
巻: 120 号: 15
10.1103/physrevlett.120.156401
