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2021 年度 研究成果報告書

低温排熱を有効利用する有機/無機ハイブリッド熱電変換材料の創製とモジュール開発

研究課題

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研究課題/領域番号 19K05633
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分35030:有機機能材料関連
研究機関山陽小野田市立山口東京理科大学

研究代表者

白石 幸英  山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 教授 (60289303)

研究分担者 浅野 比  山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 准教授 (60389153)
秦 慎一  山陽小野田市立山口東京理科大学, 工学部, 助教 (20796271)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードカーボンナノチューブ / ナノ粒子 / コロイド / 熱電変換特性 / ハイブリッド材料
研究成果の概要

カーボンナノチューブ(CNT)には多くの欠陥があり、導電率が低くなり,これはCNTの欠点である。欠陥のあるCNTでも、CNT、導電性高分子複合体のナノ粒子、およびポリ(塩化ビニル)で構成される3成分ハイブリッドフィルムを形成することにより、優れた熱電性能を提供できることを発見した。三元膜の良好な熱電性能は、おそらく、CNT間のポリマー複合体-ナノ粒子の架橋効果に加えて、欠陥修復効果に起因した。一方、CNTの分散液中の貴金属イオンの化学的還元により調製したCNT/貴金属ナノ粒子ハイブリッド膜においてもの電気伝導率、ひいては熱電効果が向上した。

自由記述の分野

有機材料化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

モノのインターネットを実現するための課題は、電源の確保であるが、電池交換、充電操作、電源配線などが容易ではない場所も多い。その電源技術のひとつとして注目されている技術が、熱、光、振動などを「ハーベスト」して、電力に変換する技術である。世界のエネルギーの66%は排熱として失われており、その大部分は150℃以下の低温排熱である。この低温排熱の有効利用法の一つとしての熱から電力を取り出す「熱電変換技術」は、可動部がないためメンテナンスフリーで長寿命、設置も容易な点で注目されている。従来、熱電変換材料には無機熱電材料のみが対象とされてきたが、本研究では有機/無機ハイブリッド熱電材料について検討した。

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公開日: 2023-01-30  

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