タングステンブロンズ型酸化物の階層的構造制御による高性能な熱電変換材料の開発

• 研究課題/領域番号: 24K01166
• 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26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 萩原 学 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (30706750)
• 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: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 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: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2024年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: 熱電変換 / セラミックス / 複合イオン / 熱伝導

研究開始時の研究の概要

金属酸化物を用いた熱電変換材料の実用化に向けて300 °C前後の中温域での熱伝導率の大幅な低減が不可欠である。本研究では(1)複合カチオンの利用、(2)分極ナノ領域の導入、(3)グレインの微細化、の３段階からなる階層的構造制御により、材料の電気伝導性を保ちつつ熱伝導を大幅に抑制する。Y3+とNa+からなる複合カチオンを有する新規なタングステンブロンズ型酸化物である(Y1/2Na1/2)xBa1－xNbO6について分極秩序構造およびグレインサイズの最適化を行い、中温から高温にかけての幅広い温度域で優れた熱電変換特性を示す材料を実現する