| 研究課題/領域番号 |
19H00833
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分26:材料工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
黒田 一幸 早稲田大学, 理工学術院, 名誉教授 (90130872)
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| 研究分担者 |
森 孝雄 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, グループリーダー (90354430)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2021年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2020年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
2019年度: 21,970千円 (直接経費: 16,900千円、間接経費: 5,070千円)
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| キーワード | ナノ多孔体 / 熱電変換材料 / 金属酸化物 / 鋳型合成法 / 自己組織化 / 無機材料合成 / 金属酸化物多孔体 / 金属酸化物の熱特性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、ナノ構造の形状、配列を精密に制御した金属酸化物を作製し、その性能を評価することでナノ構造と熱電性能の相関を解明し、熱電材料設計に資する基礎的指針を獲得する。作製にはよく定義されたナノ粒子・ナノシートなどを規則的に集積したナノ空間材料を鋳型に用い、金属酸化物を鋳型内部で析出後、組成・結晶構造を制御する。従来熱電材料研究者には関心の低かった精密無機材料合成の観点から、熱電変換材料創製にアプローチするもので、精密ナノ構造制御により現在の金属酸化物系熱電変換材料の限界を突破する。
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| 研究成果の概要 |
金属酸化物系熱電変換材料の性能向上に向けたナノ多孔体の設計指針を確立すべく、ナノ多孔体の合成技術開発を推進した。種々の金属酸化物について組成・細孔構造・細孔径・細孔壁の結晶性などの熱電変換性能に関与するファクターを同時に制御することに成功した。これにより、細孔構造と熱伝導率・電気伝導率の相関に関する知見を深めることができ、従来は困難であった熱伝導率と電気伝導率の独立した制御がナノ構造制御によって実現できる可能性を見出した。
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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、未利用エネルギーを用いたエネルギー変換技術の確立は喫緊の課題である。熱電変換材料は廃熱として捨てられているエネルギーを効果的に利用して電気エネルギーを獲得できるため、その実用化に資する材料研究は重要である。本研究課題ではナノ構造化による熱電変換性能向上の設計指針の確立に貢献する基礎科学的な成果が得られ、このような基盤技術は今後の材料開発への活用が期待できる。
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