| 研究課題/領域番号 |
26289377
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
岸本 堅剛 山口大学, 理工学研究科, 助教 (50234216)
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| 研究分担者 |
赤井 光治 山口大学, 国際総合科学部, 准教授 (20314825)
小柳 剛 山口大学, 理工学研究科, 教授 (90178385)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 熱電材料 / 熱電発電モジュール / セグメント型 / クラスレート化合物 / タイプ2クラスレート |
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| 研究実績の概要 |
１．各種セグメント素子の作製と評価
2段セグメント素子に関して，前年度は，低温側部材としてタイプ8クラスレートBa8Ga16Sn30焼結体，高温側部材としてタイプ1クラスレートBa8Ga16Ge30焼結体を用いていた。今年度はそれに加えて，低温部材として，タイプ2クラスレートK8Ba16Ga40Sn96の使用も始めた。その結果，高い発電特性が得られている。また，より高温領域で使用できるように，Si基クラスレートとのセグメント化の検討も行った。
２．発電モジュールの作製と評価および発電特性評価装置の整備
産業技術総合研究所つくばの協力を得て，発電モジュールの作製と評価を行った。複数のモジュールについて同様の発電特性を得ており，再現性が確認されている。また，自前で発電特性が評価できるように，簡易的な評価装置をほぼ組み上げ，動作確認試験を終えている。
３．Snクラスレートの高性能化
前年度に引き続き，タイプ2構造を有するクラスレートK8Ba16Ga40Sn96の高性能化を図った。今年度は，化学組成制御によるキャリア密度の調整とアニール処理による粒界散乱の低減を試みた。その結果，無次元性能指数ZTの最大値は，前年度の0.93から1.19(630 K)に増加した。また，構成元素をGaからAlに変更し，より軽量で安価な化合物も開発した。その一つであるK8Ba16Al36Ga4Sn96の最大ZTは0.80(640 K)であった。その他では，タイプ9構造を有する(K,Ba)6(M,Sn,Ge)25 (M=Al,Ga,In)を作製し，その熱電特性評価を行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画していた次の研究項目のそれぞれについて，良好な結果を得ることができた：(1)各種セグメント素子の作製：(2)発電モジュールの作製と評価ならびに発電特性評価装置の整備；(3)Snクラスレートの性能改善。
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| 今後の研究の推進方策 |
おおむね当初の計画どおりに次の研究項目のそれぞれについて実施する：(1)セグメント素子の作製と評価：(2)発電モジュールの作製と評価；(3)クラスレートの高性能化。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
発電特性評価装置の整備に関して，大部分は完成させて測定を行っているが，まだ未完成の部分があり，その箇所を整備する費用を使い切れていないため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
当該年度分と合わせて発電特性評価装置の整備に使用する。
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