酸化鉄(Ⅲ)基セラミックスの元素置換によるp/n伝導性制御と熱電特性評価

• 研究課題/領域番号: 24K08090
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26040:構造材料および機能材料関連
• 研究機関: 高知工業高等専門学校
• 研究代表者: 安川 雅啓 高知工業高等専門学校, ソーシャルデザイン工学科, 教授 (10332082)
• 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: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2025年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 酸化鉄 / 熱電特性 / 電気伝導率 / ゼーベック係数 / 熱伝導率

研究開始時の研究の概要

酸化鉄は地殻存在比上位の酸素と鉄から構成される最も資源豊かな電気伝導性酸化物である。本研究課題では、資源が豊富で有害性が低く高温大気中で安定なコランダム型構造の酸化鉄（α-Fe2O3）を母体酸化物とし、３価の鉄イオンを種々の金属元素で部分置換することによりn型伝導性とp型伝導性を制御したセラミックスを作製し、高温での電気伝導率、ゼーベック係数、熱伝導率を系統的に測定することにより出力因子と性能指数を評価して熱電材料としての探索を行う。さらに、n型伝導性及びp型伝導性の酸化鉄基セラミックスからなる熱電変換素子を作製し、温度差を用いた発電出力評価により、熱電素子としての応用可能性について検討する。