産総研：変換効率11 %の熱電変換モジュールを開発
http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20151126/pr20151126.html


ポイント

•鉛テルライド（PbTe）熱電変換材料の焼結体にナノ構造を形成することで、性能の劇的な向上に成功
•ナノ構造を形成したPbTe焼結体を用いて熱電変換モジュールを開発して、11 %の変換効率を達成
• 一次エネルギーの60 %以上にものぼる未利用熱エネルギーの電力活用に大きく前進


概要

　国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という）省エネルギー研究部門【研究部門長 宗像 鉄雄】熱電変換グループ 太田 道広 主任研究員、山本 淳 研究グループ長、HU Xiaokai 元産総研特別研究員、独立行政法人 日本学術振興会 外国人客員研究員JOOD Priyankaは、鉛テルライド（PbTe）熱電変換材料の焼結体にマグネシウム・テルライド（MgTe）のナノ構造を形成することで高い熱電性能指数ZT = 1.8を実現し、さらにこの材料を用いて変換効率11 %を有する熱電変換モジュールの開発に成功した。

　これまで、熱電変換材料においてはZT = 1.0を超えることが、熱電変換モジュールにおいては7 %の変換効率を超えることが困難であった。今回の成果では、米国ノースウェスタン大学のKANATZIDIS Mercouri G. 教授（兼）米国 アルゴンヌ国立研究所 主任研究員と共に、ナノ構造の形成技術を用いて熱電変換材料の焼結体のZTを1.8（550 ℃）まで向上させることに成功した。さらに、このMgTeナノ構造を形成したPbTe焼結体と電気的・熱的に比較的良好に接合する電極材料を開発して、熱電変換モジュールにおいて11 %の変換効率（高温側600 ℃、低温側10 ℃）を実現した。この高効率熱電変換モジュールを用いることで、未利用熱エネルギーを電力へと変換して活用する道が開けると期待される。

　なお、この技術の詳細は、英国王立化学会の発行する学術論文誌Energy & Environmental Scienceに近く掲載される。

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