斜体素子による熱電発電

2015 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 26630490
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 鈴木 亮輔 北海道大学, 工学研究研究院, 教授 (80179275)
• 研究協力者: 伊藤 圭太 北海道大学, 大学院工学院修士課程, 学生 ; 大木 沙英 北海道大学, 大学院工学院修士課程, 学生 ; MENG Xiangning 東北大学, 工学部金属材料工程学院, 准教授 ; 舟橋 良次 産業技術総合研究所, 材料科学領域 無機機能材料研究部門 機能調和材料グループ, 上級主任研究員
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 熱電発電 / 計算機実験 / 熱伝導 / 電気伝導 / 素子設計 / 斜体素子 / 数値計算 / 内部抵抗

研究成果の概要

通常は二種類の材料を直方体に切り出し、Π型に接合してpn熱電素子対を形成し、それを多数直列につないでモジュールを完成させる。モジュールの上下端に温度差を熱流体で与えるとき、熱流体の円滑な移動を考慮すると二重螺旋構造がその解決策を与える。モジュールは螺旋にするため、直方体素子ではなく、斜方体になり、これを直列接合した斜体素子モジュールが有効となる。素子の温度依存性や輻射熱の移動も考慮して円筒座標系に数値シミュレーションを適用して数値計算を行ったところ、縦に長く引き延ばした長いピッチの斜体素子が出力最大を与えることが分かった。

自由記述の分野

材料熱化学