高エントロピー熱電材料の創製と発電・冷却技術への展開

• 研究課題/領域番号: 24K01151
• 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26010:金属材料物性関連
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 太田 道広 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 研究チーム長 (50443172)
• 研究分担者: 今里 和樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (90903708) ; 宮田 全展 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (60815736)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 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); 2026年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2025年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2024年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
• キーワード: 熱電材料 / 熱電発電 / ペルチェ冷却 / 高エントロピー / モジュール

研究開始時の研究の概要

これまで、ナノ構造の導入により材料内に局所歪みを引き起こして熱伝導率を低減させたり、化学組成の調整により電荷キャリア濃度や電子バンド構造を制御して出力電力を増大させたりするなどして、熱電材料の性能は向上してきた。本研究では高エントロピー戦略を用いて、これらこれまでの熱電性能向上戦略を統合し更に進化させて、従来材料を凌駕する高効率な熱電材料を創成することを目的とする。さらに、本研究では、開発した高エントロピー熱電材料を用いて熱電変換モジュールを製造して、発電と冷却動作を実証する。