コヒーレント近接場熱放射誘起共鳴電場振動の一方向抽出による革新的熱発電

• 研究課題/領域番号: 24K00814
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19020:熱工学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 清水 信 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60706836)
• 研究分担者: LIU ZHEN 東北大学, 工学研究科, 助教 (90994575)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2027年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2026年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2025年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円); 2024年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 近接場熱放射 / 熱発電 / トンネルダイオード

研究開始時の研究の概要

小型の静的な熱発電システムは低温度域の熱利用促進において重要な意義を持つ。本研究では熱励起されたコヒーレントな表面波のエネルギーを活用した高効率な熱発電技術の研究開発を行う。光波発電は熱輻射（電磁波）の電場振動を整流することで発電する高効率電力変換技術である。原理的にあらゆる波長の光が変換できるため低温度域で主となる中・遠赤外光に応用できる。しかし、一般的な遠方場熱放射では黒体放射限界により、高効率と高出力密度の両立は困難である。本研究では近接場熱放射を電力変換することによる、高出力密度かつ高効率な低温度域の革新的な熱発電の基盤技術創出を目指す。