| 研究課題/領域番号 |
18K04732
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
桑折 仁 工学院大学, 先進工学部, 准教授 (70327724)
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| 研究分担者 |
加藤 雅彦 サレジオ工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (70450111)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 熱電変換 / イオン伝導 / モジュール / 酸化物 / Bi層状酸化物 / 結晶育成 / 電極接合 / 交流インピーダンス / モジュール形成 / Aurivillius相 / 酸素イオン伝導 / イオン伝導体 / 廃熱回収 |
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| 研究成果の概要 |
熱電発電材料は縮退半導体を中心に材料開発されてきた．これに対し，本研究ではこれまで注目されていない，Aurivillius化合物(Bi層状酸化物)やNa-Bi-Ti-Oなどの酸素イオン伝導体に着目し，熱電材料としての可能性を精査した．その結果，作製方法や添加元素を調整することにより，これまで実用されてきた材料と同等もしくはそれ以上の性能を示すことがわかった．また，熱電材料を使う際には電極で直列につなぎ，絶縁板で挟み込んだモジュールにしなければならないが，本材料はりん銅ろうや活性金属ろうなどで適切にろう接することにより，モジュール化できることが示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
Aurivillius化合物(Bi層状酸化物)やNa-Bi-Ti-Oなどの酸素イオン伝導体は優れた排熱発電用材料としての可能性を秘めていることが本研究の成果から明らかとなった．このことは，熱電材料開発において材料選択の幅が広がっただけでなく，作製プロセスにおけるエネルギ―の削減や装置簡素化の可能性を示唆するものである．すなわち，高真空や高い熱エネルギーを作製プロセスで必要とされてきたが，プレス機と電気炉で，モジュール化はろう接のみで可能であり，大型焼結装置は不要となることが示唆された．
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