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非晶体から形成させた共晶材料によるTPV発電用高性能エミッター材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23560799
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関千葉大学

研究代表者

掛川 一幸  千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50009693)

研究分担者 上川 直文  千葉大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60282448)
小島 隆  千葉大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70333896)
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2011年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードTPV発電 / 非晶体 / 共晶組織 / 超急冷 / 湿式 / SPS / 湿式法 / エルビア / アルミナ / 酸化サマリウム / 酸化ディスプロシウム / エミッタ材料 / 共晶 / 湿式合成 / SPS焼結
研究概要

熱光起電力発電は,エミッタを加熱し発生する熱輻射をTPVセルに照射し発電する方法である。エミッタは1-2μmの波長域に集中して輻射することが望まれる。先行研究ではAl2O3-ER2O3系共晶材料(ERは希土類)を使用していた。ただし,共晶組成からずれると,不均質な初晶が生成してしまった。本研究では,非晶体を結晶化してエミッタとする方法を成功させた。この方法では,共晶組成からずれても均一に絡まり合った構造を作ることができる。その結果,高価な希土類の使用を大幅に減らすことに成功した。また,非晶体を得る方法として,超急冷を主としたが,湿式法も検討して,効率よく製造することを可能にした。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 20件) 学会発表 (38件) (うち招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of Ce3+-doped Y3Al5O12 phosphor particles by precipitation method with diamine molecules as precipitating agent2014

    • 著者名/発表者名
      N.Uekawa, Y.Hokawa, C.M.Wen, T.Kojima
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn.

      巻: 122 ページ: 54-57

    • NAID

      130004950908

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Homogeneously Entangled Microstruc- ture in Al2O3-YAG-ZrO2 Ternary System by Crystallization of Rapid-Quenched Film Having an Off-Eutctic Composition2013

    • 著者名/発表者名
      D.Toyama, T.Makino, N.Uekawa, T.Kojima, Y.Han, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater. Japan

      巻: 20 ページ: 266-274

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Homogeneously Entangled Microstructure in Al2O3-YAG-ZrO2 Ternary System by Crystallization of Rapid-Quenched Film Having an Off-Eutctic Composition2013

    • 著者名/発表者名
      D.Toyama, T.Makino, N.Uekawa, T.Kojima, Y.Han, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater. Japan

      巻: 20 ページ: 266-274

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of ZnO sols by low-temperature heating of ethylene glycol solution and control of their photoluminescence with addition of glucose2013

    • 著者名/発表者名
      N.Uekawa, T.Fujino, T.Kojima, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J. Ceram. Coc. Jpn.

      巻: 121 ページ: 62-67

    • NAID

      130004950783

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高圧PECSダイの検討とこれによるチタン酸バリウム鉛の焼結2013

    • 著者名/発表者名
      掛川一幸,鳥居翔平,Young Hwan Han, 上川直文,小島隆
    • 雑誌名

      J.Soc.Inorn.Mat.Japan

      巻: 20

    • NAID

      10031151953

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HR-TEM and FIB-SEM characterization of formation of eutec- tic-like structure from amourphous GdA- lO3-Al2O3 system2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Han, Y.Harada, J.Shackelford, J.Lee, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      Trans.Nonferrous Met. Soc. China

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] For- mation of Ultra-Fine Eutectic-Like Micro- structure in YAG-Al2O3 Ternary System by crystallization from Amorphous Film2012

    • 著者名/発表者名
      D.Toyama, T.Makino, N.Uekawa, T.Kojima, Y.Han, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J.Soc.Inorg.Mater.Japan

      巻: 19 ページ: 170-174

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Ce-TZP/Ba hexaaluminate composites using amorphous precursor of the second phase2012

    • 著者名/発表者名
      S.Oori, T.Kojima, T.Hara, N.Uekawa, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn.

      巻: 120 ページ: 111-115

    • NAID

      130002067596

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書 2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Titanium Oxide Nanoparticles Obtained by Hydrolysis Reaction of Ethylene Glycol Solution of Alkoxide2012

    • 著者名/発表者名
      N.Uekawa, N.Endo, K.Ishii, T.Kojima, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J. Nanotech.

      巻: 2012

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of oriented zinc oxide thin films by firing Zn-Al layered double hydroxide thin films2012

    • 著者名/発表者名
      N.Uekawa, S.Takahiro, T.Kojima
    • 雑誌名

      Mater. Lett.

      巻: 86 ページ: 125-128

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of Ultra-Fine Eutectic-Like Microstructure in YAG-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> Ternary System by crystallization from Amorphous Film2012

    • 著者名/発表者名
      D.Toyama, T.Makino, N.Uekawa, T.Kojima, Y.Han, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J.Soc.Inorg.Mater.Japa

      巻: 19 ページ: 170-174

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HR-TEM and FIB-SEM characterization of formation of eutectic-like structure from amourphous GdAlO<sub>3</sub>-Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> system2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Han, Y.Harada, J.Shackelford, J.Lee, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      rans.Nonferrous Met. Soc. China

      巻: 22

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] HR-TEM and FIB-SEM Characterization of the Formation of Eutectic-Like Structure from an Amorphous GdAlO3- Al2O3 System2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Han, Y.Harada, J.Shackelford, J.Lee, I.Jung, K.Kakegawa, D.Kim
    • 雑誌名

      Trans. Nonferrous Met. Soc. China

      巻: 21 ページ: 703-710

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] SPSの焼結の際のチタン酸ジルコン酸鉛への炭素の滲入2011

    • 著者名/発表者名
      掛川,高橋,上川,小島,稲垣
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater. Japan

      巻: 18 ページ: 63-69

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis of a stble sol of Mn2+-doped ZnS nonoparticles by low-temperature heating of sulfide precipitate in ethylene glycol2011

    • 著者名/発表者名
      N.Uekawa, T.Matsumoto, T.Kojima, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn.

      巻: 119 ページ: 346-350

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] カラー画像の白黒印刷の問題点とその解決法2011

    • 著者名/発表者名
      掛川
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater. Japan

      巻: 18 ページ: 161-165

    • NAID

      10028151400

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 文献のグラフの活用2011

    • 著者名/発表者名
      掛川
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater. Japan

      巻: 18 ページ: 225-231

    • NAID

      10028151528

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 面積を求める方法2011

    • 著者名/発表者名
      掛川
    • 雑誌名

      J. Soc. Inorg. Mater. Japan

      巻: 18 ページ: 283-287

    • NAID

      10029343065

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of oxides obtained by heating a mixture of peroxoniobic acid and peroxotitanic acid2011

    • 著者名/発表者名
      N.Uekawa, Y.Oosawa, Y.Kojima, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 40 ページ: 1817-1822

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low Temperature Preparation of Ce-TZP/Ba Hexaaluminate Composites2011

    • 著者名/発表者名
      S.Oori, T.Kojima, N.Uekawa, K.Kakegawa
    • 雑誌名

      J. Ceram. Soc. Jpn.

      巻: 119 ページ: 903-908

    • NAID

      130002067665

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] New SPS technique using SiC die2014

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa
    • 学会等名
      IWCSB 2014
    • 発表場所
      韓国・亀尾
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Advanced spark plasma sintering technique using SiC die in Air2014

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa
    • 学会等名
      IWCSB 2014
    • 発表場所
      Gumi, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SPS using SiC die2013

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa, C.M.Wen, N.Uekawa, T.Kojima
    • 学会等名
      ISIEM 2013
    • 発表場所
      フランス・レンヌ
    • 年月日
      2013-10-27
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation of Emitter Materials for Photovoltaic Electric Generation2013

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa, H.Kubo, H.Tamagawa, N. Uekawa, T.Kojima
    • 学会等名
      ICCPS-12
    • 発表場所
      米国・ポートランド
    • 年月日
      2013-08-06
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation of Emitter Materials for Photovoltaic Electric Generation2013

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa, H.Kubo, H.Tamagawa, N.Uekawa, T,Kojima
    • 学会等名
      ICCPS-12
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SPS using SiC die2013

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa, C.M.Wen, N.Uekawa, T.Kojima
    • 学会等名
      ISIEM 2013
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis of titanium oxide nanoparticles by using ethylene glycol solution of alkoxide and characterization of their surface by dye adsorption2013

    • 著者名/発表者名
      N.Uekawa, K.Ishii, T.Kojima, K.Kakegawa
    • 学会等名
      ISIEM 2013
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of titanium oxide sols with peroxide compounds and their application for preparation of highly oriented oxide thin films2013

    • 著者名/発表者名
      C.M.Wen, K.Takayama, N.Uekawa, T.Kojima, K.Kakegawa
    • 学会等名
      ISIEM 2013
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Synthesis of Porous Titania by Partial Dissolution of Particle Surface2013

    • 著者名/発表者名
      T.Kojima, T.Baba, K.Inamoto, N.Uekawa, K.Kakegawa
    • 学会等名
      ISIEM 2013
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermophotovoltaic generation system using Al2O3/Er3Al5O12 eutectic ceramics from amorphous phase2013

    • 著者名/発表者名
      H.Kubo, K.Furudate, N.Uekawa, T.Kojima, K.Kakegawa
    • 学会等名
      ISIEM 2013
    • 発表場所
      Rennes, France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] New SPS Method Using SiC Die2013

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa, T.Kogo, S.Kawamori, K.Kikuchi
    • 学会等名
      Thermec 2013
    • 発表場所
      Las Vegas, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 非晶体からの共晶様組織の形成2012

    • 著者名/発表者名
      掛川
    • 学会等名
      第177回溶融塩委員会(招待講演)
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] ジアミンを用いた沈殿法によるAlドープZnO粒子の調製と物性の検討2012

    • 著者名/発表者名
      上川、齋藤、小島、掛川
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] SPSによるZn2TiO4-Zn2SnO4系の組成変動変化2011

    • 著者名/発表者名
      鳥居,上川,小島,Young-Hwan Han,掛川一幸
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Zn(OH)2の糖類共存溶液中での低温加熱処理による蛍光発光性ZnOナノ粒子の合成2011

    • 著者名/発表者名
      藤野、上川、小島、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状複水酸化物粒子を用いた配向性亜鉛酸化物薄膜調製2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤、上川、小島、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 針状ベーマイト粒子を用いたアルミナ系多孔体の作製と耐熱性改善2011

    • 著者名/発表者名
      真栄田、小島、上川、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 水和チタニアの部分溶出による多孔性チタニア粒子の合成と評価2011

    • 著者名/発表者名
      馬場、小島、上川、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 尿素沈殿法による酸化アルミニウム‐酸化ガドリニウム系共晶系セラミックスの作製2011

    • 著者名/発表者名
      高橋,上川,小島,稲垣,掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結法によるチタン酸ジルコン酸鉛の誘電率の温度特性2011

    • 著者名/発表者名
      文、上川、小島、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 放電プラズマ焼結と常圧焼結による固溶体反応速度の違い2011

    • 著者名/発表者名
      金、上川、小島、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 非晶質前駆体を用いたCe-TZP/BaAl<sub>12</sub>O<sub>19</sub>コンポジットの自己複合化2011

    • 著者名/発表者名
      大理、小島、上川、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 非晶体からのAl2O3-Er3Al5O12共晶の作製とその性質の評価2011

    • 著者名/発表者名
      古館、上川、小島、掛川
    • 学会等名
      第27回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] New Formation Technique of Eutectic Structures as a Basis of TPV Application2011

    • 著者名/発表者名
      K.Kakegawa
    • 学会等名
      The 2nd International Symposium on Hybrid Materials and Processing (HyMaP2011)(招待講演)
    • 発表場所
      釜山
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 尿素を用いた沈殿による酸化ガドリニウム-酸化アルミニウム計セラミックスの組織変化2011

    • 著者名/発表者名
      高橋,上川,小島,稲垣,掛川
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第123回学術講演会
    • 発表場所
      佐賀
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] アルコキシド法による多孔性チタニア粒子の調製と水熱結晶化2011

    • 著者名/発表者名
      小島,馬場,上川,掛川
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第123回学術講演会
    • 発表場所
      佐賀
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 層状複水酸化物粒子を用いた配向生を有するAl3+ドープZnOの作製2011

    • 著者名/発表者名
      上川,齋藤,小島,掛川
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第123回学術講演会
    • 発表場所
      佐賀
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 常圧焼結とSPSにおける反応速度の違い2011

    • 著者名/発表者名
      掛川、金
    • 学会等名
      第16回SPS研究会(招待講演)
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] エチレングリコールを溶媒として用いたZnOナノ粒子の合成と糖添加による蛍光発光特性制御

    • 著者名/発表者名
      藤野辰哉, 上川直文, 小島隆, 掛川一幸
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第124回学術講演会
    • 発表場所
      船橋
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 針状ベーマイト粒子の積層によるアルミナ系多孔体の作製

    • 著者名/発表者名
      真栄田義樹小島隆上川直文掛川一幸
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第124回学術講演会
    • 発表場所
      船橋
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] アルコキシド法による球場ジルコニア粒子の調製と水熱結晶化

    • 著者名/発表者名
      柳原佑哉, 小島隆, 上川直文, 掛川一幸
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第124回学術講演会
    • 発表場所
      船橋
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] ジアミンを用いた水溶液からの沈殿法によるAl-Zn系酸化物薄膜の調製と導電性の検討

    • 著者名/発表者名
      上川直文,齋藤貴宏,小島隆,掛川一幸
    • 学会等名
      無機マテリアル学会第124回学術講演会
    • 発表場所
      船橋
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Difference of Reaction Rate between SPS and Pressureless Sintering

    • 著者名/発表者名
      KakegawaK., JinJiaquing, UekawaN., KojimaT.,
    • 学会等名
      STAC-6
    • 発表場所
      Yokohama
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Formation of Eutectic Structure for TPV Emitter

    • 著者名/発表者名
      KakegawaK., KuboH., FurudateK., KojimaT., UekawaN.,
    • 学会等名
      AMEC-8
    • 発表場所
      ペナン
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] クエン酸イオン含有水溶液から得たZnS 沈殿の解膠によるゾル合成と蛍光発光特性の検討

    • 著者名/発表者名
      大内真弓, 上川直文, 小島隆, 掛川一幸
    • 学会等名
      第28回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      浜松
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Sn2+含有水溶液の大気中撹拌による酸化スズナノ粒子の合成と導電性薄膜作製への応用

    • 著者名/発表者名
      佐々木良輔上川直文小島隆掛川一幸
    • 学会等名
      第28回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
    • 発表場所
      浜松
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Penetration of carbon into lead zirconate-titanete during sintering by SPS and their dielectric properties

    • 著者名/発表者名
      Kazuyuki Kakegawa, Yuich Takahashi, Takashi Kojima, Naofumi Uekawa
    • 学会等名
      ic-cmtp2
    • 発表場所
      Miskolc-Lillafured
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] TPV発電用共晶系エミッタ作製とその特性

    • 著者名/発表者名
      掛川一幸, 久保浩之, 古館一成, 小島隆, 上川直文
    • 学会等名
      第17回通電焼結研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      http://chem.tf.chiba-u.jp/~kake/index_J.html

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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