組成が均一な層状チタン硫化物の創製と自然超格子構造を利用した熱電特性の向上

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20760509
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 金属生産工学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 太田 道広 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究員 (50443172)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: 熱電変換 / 廃熱利用 / 硫化物熱電材料 / チタン硫化物 / 希土類硫化物 / シェブレル相硫化物 / ナノ空間制御 / 自然超格子構造

研究概要

産業、民生、運輸部門において、我々は大量のエネルギーを廃熱として棄てている。熱電材料は、廃熱を電気エネルギーに直接変換して回収できるために、大きな注目を集めている。本研究では、チタン硫化物、希土類硫化物、シェブレル相硫化物といった硫化物熱電材料を創製し、自然超格子構造内などに存在するナノ空間を制御することによって、その熱電特性を向上させた。さらに、開発した硫化物熱電材料を用いて、廃熱回収のための熱電発電モジュールを作製した。

研究成果

• [雑誌論文] 高い性能指数を示すn型とp型硫化物熱電材料 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田道広
  • 雑誌名: 日本熱電学会誌 Vol.6 ページ: 7-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and Thermoelectric Properties of Chevrel-Phase CuxMo6S8 (2.0 ≤ x ≤ 4.0) (2009)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Haruhiko OBARA, Atsushi YAMAMOTO
  • 雑誌名: Materials Transactions Vol.50,No.9 ページ: 2129-2133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermal Decomposition of NH4SCN for Preparation of Ln2S3 (Ln = La and Gd) by Sulfurization (2009)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Shinji HIRAI, Hisanaga KATO, Vladimir V. SOKOLOV, Vladimir V. BAKOVETS
  • 雑誌名: Materials Transactions Vol.50,No.7 ページ: 1885-1889
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of Multinary Rare-earth Sulfides PrGdS3, NdGdS3, and SmEuGdS4, and Investigation of their Thermoelectric Properties (2009)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Toshihiro KUZUYA, Hideto SASAKI, Taku KAWASAKI, Shinji HIRAI
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds Vol.484 ページ: 268-272
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of NdGd1+xS3 Prepared by CS2 Sulfurization (2009)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Shinji HIRAI
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials Vol.38,No.7 ページ: 1287-1292
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Chevrel-Phase Sulfides MxMo6S8 (M: Cr, Mn, Fe, Ni)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Atsushi YAMAMOTO, Haruhiko OBARA
  • 雑誌名: Journal of Electronic Materials (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Preparation and Thermoelectric Properties of Self-doped LnGd1+xS3 (Ln: La, Sm) and Mn-doped Gd2S3 (2010)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Shinji HIRAI, Vladimir V. SOKOLOV, Toshihiro KUZUYA, Vladimir V. BAKOVETS, Sadyk M. LUGUEV
  • 学会等名: 29th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: 上海, 中国
  • 年月日: 20100530-20100603
• [学会発表] CS2ガス硫化法で作製したGd自己ドープLnGd1+xS3(Ln: La, Sm)の熱電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 太田道広、平井伸治、葛谷俊博
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋期(第146回)大会
  • 発表場所: 筑波大学、つくば市
  • 年月日: 20100328-20100330
• [学会発表] Thermoelectric Properties of TiS2 Prepared by CS2 Sulfurization (2010)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Shuhei SATOH, Massoud OMAR, Toshihiro KUZUYA, Shinji HIRAI
  • 学会等名: 29th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: 上海, 中国
  • 年月日: 20100230-20100603
• [学会発表] Thermoelectric Properties of Cu-Filled Chevrel-Phase Sulfides (2009)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Atsushi YAMAMOTO, Haruhiko OBARA
  • 学会等名: 11th International Conference on Advanced Materials (ICAM2009)
  • 発表場所: リオデジャネイロ, ブラジル
  • 年月日: 20090920-20090925
• [学会発表] シェブレル相硫化物MxMo6S8(M = Fe, Co, Ni, Cu)の熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太田道広、山本淳、小原春彦
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期(第145回)大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス、京都市
  • 年月日: 20090915-20090917
• [学会発表] TiO2のCS2ガス硫化によるTi1+xS2の合成と焼結 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤脩平、葛谷俊博、平井伸治、太田道広
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋期(第145回)大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス、京都市
  • 年月日: 20090915-20090917
• [学会発表] シェブレル相硫化物MxMo6S8(M = Fe, Co, Ni, Cu)のM充填量が熱電特性に及ぼす影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太田道広、山本淳、小原春彦
  • 学会等名: 第六回日本熱電学会学術講演会(TSJ2009)
  • 発表場所: 東北大学青葉山キャンパス、仙台市
  • 年月日: 20090810-20090811
• [学会発表] Thermoelectric Properties of Chevrel Phases M2Mo6S8 (M: Cu, Ni) (2009)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Haruhiko OBARA
  • 学会等名: 28th International Conference on Thermoelectrics and 7th European Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: フライブルク, ドイツ
  • 年月日: 20090726-20090730
• [学会発表] 銅シェブレル相硫化物の熱電特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 太田道広、小原春彦
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春期(第144回)大会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス、目黒区
  • 年月日: 20090328-20090330
• [学会発表] Preparation and Thermoelectric Properties of Nonstoichiometric NdGdS3 with Gd Excess (2009)
  • 著者名/発表者名: 太田道広、平井伸治
  • 学会等名: International Conference of Processing Materials for Properties, MMIJ Session(PMP-III札幌分科会2009)
  • 発表場所: 北海道大学、札幌市
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] Thermoelectric Properties of Self-doped NdGd1+xS3 Prepared by CS2 Sulfurization (2009)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Shinji HIRAI, Toshihiro KUZUYA
  • 学会等名: 2nd Thermopower Symposium CH- 2009 Novel Thermoelectric Materials, Devices and Applications
  • 発表場所: デューベンドルフ, スイス
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] CS2ガス硫化法によるLnGd1+xS3(Ln: La, Ce, Nd, Sm)の作製と熱電特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田道広、平井伸治
  • 学会等名: 日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス、熊本市
  • 年月日: 20080923-20090925
• [学会発表] Gdを自己ドープしたLnGdS3(Ln: La-Sm)の熱電特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田道広、平井伸治
  • 学会等名: 第五回日本熱電学会学術講演会(TSJ2008)
  • 発表場所: 早稲田大学大久保キャンパス、新宿区
  • 年月日: 20080821-20080822
• [学会発表] Thermoelectric Properties of LnGd1+xS3 (Ln: La, Ce, Nd, Sm) Prepared by CS2 Sulfurization (2008)
  • 著者名/発表者名: Michihiro OHTA, Shinji HIRAI
  • 学会等名: 27th International Conference on Thermoelectrics
  • 発表場所: オレゴン, 米国
  • 年月日: 20080803-20080807