研究課題
基盤研究(B)
本研究は、省資源・省エネルギー・環境低負荷等を視野に入れたシリサイド環境半導体である熱電変換材料マグネシウム・シリサイド(Mg_2Si)を対象としている。本研究の目的は以下に示すものである。(1).ダイキャスト結晶育成法、放電プラズマ焼結法によるMg_2Siバルクの合成(2).Mg_2Siの結晶学・構造的、電気的基礎物性および実用温度域(中高温)における素材料の熱電特性評価(3).合成したMg_2Siをモジュール化するための要素技術のプロセス開発これらをふまえ,最終年度は,これまでに得られた素材作製・素子化のための諸条件を用い(1).放電焼結法による一体成形Ni電極付き素子の作製(2).一体成形Ni電極付き素子の高温動作時の耐久性確保(3).素子を多数配置したモジュールの作製と排熱-電気変換量の測定について行った。その結果,以下に示す知見が得られた。(1).一体成形Ni電極付き素子のn形Mg_2Si素子は高温側600℃低温側100℃の想定動作環境下で2500時間以上の安定動作が実現された。(2).安定に作製することができるn形Mg_2Siのみを用いたUni-leg構造モジュールを開発した。(3).素子4本を内包する"剣山構造"を1-unitとし、その1-unitを4つ直列につなぐ、4-legs×4seriesモジュールを考案・作製した。(4).1-leg試料と比べ4-legs×4seriesモジュールの出力は大きく上回ることが確認された。(5).モジュール構造では500℃の熱源から〜1000W/平方メートルの出力が可能であることが明らかとなった。
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Journal of Applied Physics 104
ページ: 013703-1-013703-8
Thermoelectric Power Generation (Mater. Res. Soc. Proc. Vol. 1044)
ページ: U6. 15. 1-U6. 15. 6
ページ: U9. 16. 1-U9. 16. 6
Journal of Crystal Growth 304
ページ: 196-201
Thermoelectric Power Generation (Mater. Res. Soc. Proc. Vol. 1044), ed. by T. P. Hogan, J. Yang, R. Funahashi, T. Tritt, (Mater. Res. Soc., 2008)
ページ: U6. 15. 1- U6. 15. 6.
