高性能フレキシブル熱電変換素子実現に向けた新規熱電ナノフィラーの開発

• 研究課題/領域番号: 25820363
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 材料加工・組織制御工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 菊池 圭子 東北大学, 工学研究科, 助教 (80361137)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 熱電変換材料

研究成果の概要

カーボンナノチューブ(CNT)の表面をマグネシウムシリサイド(Mg2Si)でコーティングした新規熱電ナノフィラーを、(1)ゾルーゲル法によるCNTへのSiO2コーティング、(2)Mg還元法によるSiO2コーティングの還元、(3)還元されたSiとMgの反応によるMg2Siコーティングの合成という3段階からなるプロセスにより合成することに成功した。合成されたナノフィラーにおいて、CNTは厚さ約60 nmの単結晶Mg2Siにコーティングされていることが観察された。Mg2Si/CNT熱電ナノフィラーの熱電特性を測定した結果、n型の熱電特性を示すことが確認された．

研究成果

• [学会発表] Mg2Si/カーボンナノチューブ複合ナノファイバーの合成と熱電変換材料への応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菊池圭子, 野村直之, 川崎亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成28年度秋季大会
  • 発表場所: 東北大学 (仙台市)
  • 年月日: 2016-11-09
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of n-type Mg2Si/CNT thermoelectric nanofibers (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiko Kikuchi, Naoyuki Nomura, Akira Kawasaki
  • 学会等名: 9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Processing
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2016-08-01
  • 国際学会
• [学会発表] Mg2Si/カーボンナノチューブ複合ナノファイバーの合成と熱電特性評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菊池圭子, 山本晃大, 野村直之, 川崎亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成28年度春季大会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学 (京都市)
  • 年月日: 2016-05-24
• [学会発表] Mg2Si/カーボンナノチューブ複合ナノフィラーの作製と評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 晃大，菊池 圭子，野村 直之，川崎 亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会平成27年度秋季大会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館, 京都府京都市
  • 年月日: 2015-11-11
• [学会発表] Mg2Si/カーボンナノチューブ複合ナノファイバーの合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 菊池 圭子，山本 晃大，野村 直之，川崎 亮
  • 学会等名: 第12回 日本熱電学会学術講演会
  • 発表場所: 九州大学筑紫地区総合研究棟, 福岡県春日市
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] フレキシブル熱電素子の高効率化に向けたMg2Si被覆カーボンナノチューブの合成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 菊池圭子，山本晃大，野村直之，川崎亮
  • 学会等名: 粉体粉末冶金協会 平成26年度秋季大会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター
  • 年月日: 2014-10-29 – 2014-10-31