フラッシュ合成されたナノ金属酸化物を利用した低環境負荷・高温熱電素子の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360476
• 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: エネルギー学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 沖中 憲之 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (20250483)
• 研究分担者: 秋山 友宏 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50175808)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 環境調和 / ナノ材料 / 熱電変換 / 格子欠陥 / 廃熱利用 / 不定比酸化物 / 燃焼合成

研究概要

フラッシュ合成法をナノ粉末金属酸化物の製作に適用し,これらのナノ粒子を原料とした不定比酸化物熱電変換材料,および,その製造プロセスを研究し,p型とn型熱電半導体の最適組成を決定した。また,これら金属酸化物粉末の最適な固化成形方法を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Novel Combustion Route for SrTiO_3 Powders (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, S. Lin, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 5 ページ: 041201_3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exergy analysis of self-ignition combustion synthesis for producing rare-earth-based hydrogen storage alloy (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Yasuda, T. Tsuchiya, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 雑誌名: International Journal of Hydrogen Energy 巻: 37 ページ: 9706-9715
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of nonstoichiometric defects in manganese oxides by self-propagating high-temperature synthesis (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hiramoto, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 雑誌名: Materials Chemistry and Physics 巻: 134 ページ: 98-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-propagating High-temperature Synthesis of Nonstoichiometric Wustite (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Hiramoto, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 520 ページ: 59-64
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation and thermoelectric properties of highly oriented Na_xCo_2O_4 by solution combustion synthesis method (2011)
  • 著者名/発表者名: L. Zhang, N. Okinaka, T. Tosho, T. Akiyama
  • 雑誌名: Applied Mechanics and Materials 巻: 71-78 ページ: 1213-1216
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-propagating high-temperature synthesis of La(Sr)Ga(Mg,Fe)O_3-δ with planetary ball-mill treatment for solid oxide fuel cell electrolytes (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Nobuta, F. Hsieh, T. Shin, S. Hosokai, S. Yamamoto, N. Okinaka, T. Ishihara, T. Akiyama
  • 雑誌名: Journal of Alloys and Compounds 巻: 509 ページ: 8387-8391
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Nonstoichiometric Titanium Oxides for Waste heat Recovery in Steelworks (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Okinaka, T. Akiyama
  • 雑誌名: ISIJ International 巻: 50 ページ: 1296-1299
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thermoelectric Properties of Rare Earth-doped SrTiO_3 Using Combination of Combustion Synthesis (CS) and Spark Plasma Sintering (SPS) (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Okinaka, L. Zhang, T. Akiyama
  • 雑誌名: ISIJ International 巻: 50 ページ: 1300-1304
  • 査読あり
• [雑誌論文] A large thermoelectric figure of merit of La-doped SrTiO_3 prepared by combustion synthesis with post-spark plasma sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 雑誌名: Scripta Materialia 巻: 63 ページ: 407-410
  • 査読あり
• [学会発表] 燃焼合成と放電プラズマ焼結によるLaドープ型SrTiO_3熱電材料製造のためのSPS通電プロファイルの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 菊地麻美,沖中憲之,秋山友宏
  • 学会等名: 日本金属学会第149回秋期講演大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター,宜野湾,沖縄
  • 年月日: 20111107-09
• [学会発表] Ce(Mn,Fe)O_2の燃焼合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 信田晃良,沖中憲之,石原達巳,秋山友宏
  • 学会等名: 日本金属学会第149回秋期講演大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター,宜野湾,沖縄
  • 年月日: 20111107-09
• [学会発表] Self-propagating High-temperature Synthesis of Nonstoichiometric Manganese Oxide (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Hiramoto, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 学会等名: XI International Symposium on Self-Propagating High Temperature Synthesis (SHS 2011)
  • 発表場所: EDEN Beach Resort Hotel, Anavyssos, Attica
  • 年月日: 20110905-09
• [学会発表] Optimization of Spark-Plasma-Sintering Conditions for Maximizing Figure of Merit of La-Doped SrTiO_3 (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 学会等名: 35th International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites(ICACC2011)
  • 発表場所: Ocean Center Daytona Beach, Florida, USA
  • 年月日: 20110123-28
• [学会発表] Optimization of Holding Time for Maximizing Figure of Merit of La-Doped SrTiO_3 Prepared by Combusion Synthesis and post Spark Plasma Sintering (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, N. Okinaka, T. Akiyama
  • 学会等名: 8th European Conference on Thermoelectrics ECT 2010
  • 発表場所: Societa del Casino, Como, Italy
  • 年月日: 20100922-24
• [学会発表] 異なる焼結保持時間で製造したLaドープ型SrTiO_3の熱電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 菊地麻美,沖中憲之,秋山友宏
  • 学会等名: 日本金属学会第146回春期講演大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20100328-30
• [学会発表] 不定比Mn_1-Oの燃焼合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平本真紀,沖中憲之,秋山友宏
  • 学会等名: 日本金属学会第146回春期講演大会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 20100328-30
• [学会発表] ナノサイズマンガン酸化物のフラッシュ合成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 平本真紀,沖中憲之,秋山友宏
  • 学会等名: 日本金属学会第147回秋期講演大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Optimization of Sintering Temperature for Producing Thermoelectric Device of La-Doped SrTiO_3 (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Kikuchi, L. Zhang, N. Okinaka, T. Tosho, T
  • 学会等名: Akiyama, CHEMECA 2009, Burswood Entertainment Complex
  • 発表場所: Perth, Australia
  • 年月日: 20090927-30