チタン酸ストロンチウム系環境低負荷熱電変換材料の合成と高効率廃熱発電素子開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360133
• 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: 電力工学・電気機器工学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 渡辺 恒夫 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (70110947)
• 研究分担者: 西尾 圭史 東京理科大学, 基礎工学部, 准教授 (90307710)
• 連携研究者: 浜田 典昭 (00126145) ; 飯田 努 (20297625) ; 常盤 和靖 (60307709)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 熱電変換材料

研究概要

非熱平衡プロセスであるケミカルプロセスおよび放電プラズマ焼結法により熱電変換材料として有望である層状金属酸化物セラミックス材料の低温合成を行った。また、理論計算により熱電性能に不純物添加が与える影響を明らかとし、さらにその計算から求めた高性能材料の作製と物性評価を行った。焼却炉や全固体型燃料電池からの高温廃熱を直接使用可能な熱電変換モジュールを放電プラズマ焼結法の応用で可能とした。

研究成果

• [雑誌論文] ゾル-ゲル法と放電プラズマ焼結法を併用した機能性セラミックスの創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西尾圭史
  • 雑誌名: J. the Inorganic Materials, Japan 16巻 ページ: 62-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of delafossite CuYO2 by metal-citric acid complex decomposition method (2009)
  • 著者名/発表者名: Keishi Nishio, Tomomi Okada, Naoto Kikuchi, Satoshi Mikusu, Tsutomu Iida, Kazuyasu Tokiwa, Tsuneo Watanabe, Tohru Kineri
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 116巻 ページ: 1166-N03-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric properties of Sb-doped sintered Mg2Si fabricated using commercial polycrystalline sources, Materials and Devices for Thermal-to-Electric Energy Conversion (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Fukushima, T. Iida, M. Akasaka, T. Nemoto, T. Sakamoto, R. Kobayashi, H. Taguchi, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Proc. 1166巻 ページ: N03-21. 1-N03-21. 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and thermoelectric properties of Y doped SrTiO3 by modified Pechini's method, Thermoelectric Power Generation Mater. (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Takenouchi, T. Imai, H. Mae, M. Fujimoto, T. Kineri, T. Iida, N. Hamada, T. Watanabe, K. Nishio
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Proc. Vol.1044 ページ: U6. 11. 1-U6. 11. 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Mg2Si from a Reused-silicon Source and its Thermoelectric Characteristics, Thermoelectric Power Generation (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Akasaka, T. Iida, Y. Mito, T. Omori, Y. Oguni, S. Yokoyama, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Proc. Vol.1044 ページ: U6. 15. 1-U6. 15. 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and properties of Srn+1TinO3n+1 Ruddlesden-popper homologous series by metal-citric acid complex decomposition method, Thermoelectric Power Generation Mater. (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nishio, K. Fukuda, H. Takenouchi, H. Mae, M. Fujimoto, T. Imai, N. Hamada, T. Iida, T. Kineri, T. Watanabe
  • 雑誌名: Mater. Res. Soc. Proc. Vol.1044 ページ: U6. 3. 1-U6. 3. 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Composition dependent thermoelectric properties of sintered Mg2Si1-xGex (x=0 to 1) initiated from melt-grown polycrystalline source (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Akasaka, T. Iida, T. Baba, S. Kawakami, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 雑誌名: THIN SOLID FILMS 515 ページ: 8237-8241
  • 査読あり
• [学会発表] Direct thermal-to-electric energy conversion material of environmentally-benign Mg2Si synthesized using wasted Si sludge and recycled Mg alloy (2009)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Honda, Tsutomu Iida, Tatsuya Sakamoto, ShiroSakuragi, Yutaka Taguchi, Yohiko Mito, Takashi Nemoto, Tadao Nakajima, Hirohisa Taguchi, Keishi Nishio, Yoshifumi Takanashi
  • 学会等名: Materials Research Society Fall Meeting 2009
  • 発表場所: Boston, MA, USA
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] Preparation of Sr-Ru-O system ceramics by Spark Plasma Sintering method with fine powder from metal-citric acid complex solution (2009)
  • 著者名/発表者名: Keishi Nishio, Takuro Haraguchi, Tomomi Okada, Junichiro Takahashi, Tsutomu Iida, Kazuyasu Tokiwa, Tohru Kineri, Tsuneo Watanabe
  • 学会等名: Materials Research Society Fall Meeting 2009
  • 発表場所: Boston, MA, USA
  • 年月日: 2009-12-01
• [学会発表] Characteristics of a pin-fin structure thermal-to-electric uni-leg device using a commercial n-type Mg2Si source (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nemoto, T. Iida, J. Sato, Y. Oguni, A. Matsumoto, T. Miyata, T. Sakamoto, T. Nakajima, H. Taguchi, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 学会等名: The 28th International Conference on Thermoelectrics and the 7th European Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: Freiburg, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Preparation of delafossite CuYO2 by metal-citric acid complex decomposition method (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomomi Okada, Naoto Kikuchi, Satoshi Mikusu, Tsutomu Iida, Kazuyasu Tokiwa, Tsuneo Watanabe, Tohru Kineri, Keishi Nishio
  • 学会等名: MATERIALS RESEARCH SOCIETY 2009 Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-04-14
• [学会発表] Thermoelectric properties of Sb-doped sintered Mg2Si fabricated using commercial polycrystalline sources (2009)
  • 著者名/発表者名: N. Fukushima, T. Iida, M. Akasaka, T. Nemoto, T. Sakamoto, R. Kobayashi, H. Taguchi, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 学会等名: MATERIALS RESEARCH SOCIETY 2009 Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-04-14
• [学会発表] Raman scattering characterization for crystalline quality of doped n-type Mg2Si prepared by melt growth and plasma activated sintering techniques (2009)
  • 著者名/発表者名: D. Mori, T. Iida, T. Nemoto, M. Ogi, M. Akasaka, K. Nishio, H. Taguchi, Y. Takanashi
  • 学会等名: MATERIALS RESEARCH SOCIETY 2009 Spring Meeting
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2009-04-14
• [学会発表] SrTiO3基板表面の平坦化の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林良和・渡部一訓・姫野修平・三楠聰・常盤和靖・渡辺恒夫
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2009年年会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス
  • 年月日: 2009-03-17
• [学会発表] クエン酸金属錯体の熱分解法によるCuY1-xCaxO2の合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田友美・菊池直人・飯田努・三楠聰・常盤和靖・渡辺恒夫・木練透・安盛敦雄・西尾圭史
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第21回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2008-09-17
• [学会発表] クエン酸熱分解法によるCuYO2の低温合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 岡田友美, 菊地直人, 竹之内宏文, 飯田努, 渡辺恒夫, 西尾圭史
  • 学会等名: 第24回日本セラミックス協会関東支部研究発表会
  • 発表場所: 神奈川県足柄下郡箱根町・ホテル花月園
  • 年月日: 2008-07-24
• [学会発表] Electrical characteristics and thermal stability of Ni electrode for n-Mg2Si prepared by plasma activated sintering method (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Oguni, T. Iida, A. Matumoto, T. Nemoto, J. Onosaka, H. Takaniwa, T. Sakamoto, D. Mori, M. Akasaka, J. Sato, T. Nakajima, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 学会等名: European Materials Research Society
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2008-05-27
• [学会発表] Thermoelectric characteristics of n-type Mg2Si, fabricated by melt growth and plasma activated sintering methods using a reused-silicon source (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nemoto, T. Iida, R. Ogawa, M. Akasaka, M. Fukano, Y. Mito, Y. Taguchi, S. Yokoyama, S. Sakuragi, K. Nishio, H. Taguchi, T. Nakajima, Y. Takanashi
  • 学会等名: European Materials Research Society
  • 発表場所: Strasbourg, France
  • 年月日: 2008-05-27
• [学会発表] Preparation and properties of Srn+1TinO3+1 Ruddlesden-popper homologous series by metal-citric acid complex decomposition method (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Nishio, K. Fukuda, H. Takenouchi, H. Mae, M. Fujimoto, T. Imai, N. Hamada, T. Iida, T. Kineri, T. Watanabe
  • 学会等名: Materials Research Society 2007 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA, U.S.A.
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Fabrication of Mg2Si from a Reused-silicon Source and its Thermoelectric Characteristics (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Akasaka, T. Iida, Y. Mito, T. Omori, Y. Oguni, S. Yokoyama, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 学会等名: Materials Research Society 2007 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA, U.S.A.
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Takanashi, Doping characteristics of silver in Mg2Si(1-x)Gex prepared by plasma activated sintering method (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Nemoto, J. Sato, T. Iida, M. Akasaka, T. Nakajima, K. Nishio, Y. Takanashi
  • 学会等名: Materials Research Society 2007 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA, U.S.A.
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Synthesis and thermoelectric properties of Y doped SrTiO3 by modified Pechini's method (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Takenouchi, T. Imai, H. Mae, M. Fujimoto, T. Kineri, T. Iida, N. Hamada, T. Watanabe, K. Nishio
  • 学会等名: Materials Research Society 2007 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston, MA, U.S.A.
  • 年月日: 2007-11-26
• [学会発表] Preparation of Y-doped SrTiO3 by modified Pechini's method (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Takenouchi, T. Imai, H. Mae, M. Fujimoto, T. Kineri, T. Iida, N. Hamada, T. Watanabe, K. Nishio
  • 学会等名: 7th Pacific Rim Conference on Ceramic and Glass Technology, Shanghai International Convention Center
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2007-11-14