Mg2Si/CNT複合ナノファイバーによるn型フレキシブル熱電変換素子の開発

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K06790
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 熱電変換材料 / カーボンナノチューブ

研究成果の概要

カーボンナノチューブ(CNT)表面にn型の無機熱電変換材料であるMg2SiがコーティングされたMg2Si/CNT複合ナノファイバーについて，Siサブミクロン粉末を用いたコロイドプロセスを含む合成プロセスを新たに開発し，従来よりもMg2Siコーティング内の不純物を低減させることに成功した．また不純物が低減したことによりナノファイバーの性能指数が大幅に向上した．さらにMg2Si/CNT複合ナノファイバーのみからなる薄膜の作製に成功した．

自由記述の分野

粉末冶金

研究成果の学術的意義や社会的意義

高効率の熱電変換デバイスを実現するためにはp型とn型，両方の熱電変換材料が必要であるが，高温でも安定なn型のフレキシブル熱電変換材料はこれまで存在しなかった．本研究で開発したナノファイバーは軽量で希少金属など資源量の制限を受けないMg2SiとCNTの組み合わせであり，薄膜化が比較的容易であることから，将来的な実用化が大いに期待される．さらに本研究で開発したコロイドプロセスを用いたCNT複合ナノファイバー合成法は，多くの無機熱電変換材料へ応用が可能であり，今後，高温使用可能なフレキシブル熱電変換素子の実現に向けてCNT複合ナノファイバーの開発促進に貢献するものである．