| 研究課題/領域番号 |
18K13748
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
塩尻 大士 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 助教 (30784235)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 熱制御材料 / 三酸化二チタン / 複合材料 / 金属絶縁体転移 / 電子・格子熱伝導率 / 熱伝導率 / 蓄熱 / 還元型酸化チタン / 伝熱 / 電子相転移 / 熱制御 / 熱電発電 |
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| 研究成果の概要 |
本申請研究では、熱伝導率と蓄熱機能とを同時且つ可逆的に制御可能な材料の探索とその高性能化を試みた。プラズマ放電焼結時の温度条件を最適化し、高純度且つ相対密度が95％を超える緻密な還元型酸化チタン基複合焼結体Wx(Ti2O3)1-x（x ≦ 50 vol.%）を得た。本材料は、金属絶縁体転移により450 K近傍で蓄熱機能を持ち、純Ti2O3焼結体に比べて最大で6.34倍の熱伝導率変化値を示した。電子相転移による熱伝導率の変化比は最大で1.47倍となり、熱電システムにおける自動調温機構として有望であることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
持続可能な社会の実現に向けて、エネルギー構造改革が急務とされている。ユビキタス且つ膨大な熱エネルギーの更なる高効率利用のためには、熱を伝え・遮り・蓄え・利用するための材料基盤技術の確立と基礎的な知見の集積が求められている。本研究では、金属絶縁体転移により熱伝導率が変化し、潜熱蓄熱機能を有する熱機能材料の探索と高性能化がなされた。今後、本研究を他の電子相転移材料へ応用し、ドーピングや熱機能材料の複合化などの方法も組み合わせることで、エネルギー変換効率の上限がカルノー効率に支配される熱電発電システムへの応用だけでなく、熱を熱のまま高効率利用する新熱制御手法の開発と発展にも寄与できると考えている。
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