| 研究課題/領域番号 |
17H03421
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
構造・機能材料
|
|---|
| 研究機関 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
|---|
研究代表者 |
高際 良樹 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 独立研究者 (90549594)
|
|---|
| 研究分担者 |
池田 輝之 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (40314421)
後藤 真宏 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点(MANA), 主席研究員 (00343872)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | 熱電変換材料 / バンド計算 / フォノン計算 / キャリアドーピング / コンビナトリアル手法 |
|---|
| 研究成果の概要 |
近年、超スマート社会の実現・加速に向けて、多数のセンサーの駆動を支えるメンテナンスフリーの自立電源の確保が求められている。本研究課題の成果は、希少元素かつ毒性元素を含むビスマス－テルル系熱電材料を代替する材料候補を発見したことであり、鉄・アルミニウム・シリコンからなる三元系化合物である。その特徴は、①原料材料の資源性に優れ、コストを大幅に削減できること、②他元素ドーピングを必要とせず、同一合金系でp/n制御が可能なこと、③化学的・熱的な安定性に優れ、酸化による特性劣化の影響が小さいこと、が挙げられる。これらの３つの特徴は、量産化可能な熱電発電モジュールの設計・普及に際して有利に働く。
|
| 自由記述の分野 |
材料物性
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
熱電発電技術を普及させるためには、コスト・安全性の観点から、ビスマス－テルル系既存材料を代替する新材料が必要である。150℃以下の低温排熱を利用するモジュールの普及が進めば、IoT社会における独立電源としての一翼を担うことが出来る。そのためには今後は、材料の資源性および生産コストも考慮されるであろう。このような観点から、地殻中に含まれる元素で第１位の酸素を除く上位３つの元素である鉄（第４位）・アルミニウム（第３位）・シリコン（第２位）のみから構成されるFAST材料は、既存材料を代替する材料として大きな可能性を秘めている。特に、安全・安価な材料として供給できる点に大きな社会的意義がある。
|
