熱電変換材料

開放特許情報番号
L2009002179
開放特許情報登録日
2009/3/27
最新更新日
2015/10/6

基本情報

出願番号 特願2007-154123
出願日 2007/6/11
出願人 独立行政法人物質・材料研究機構
公開番号 特開2008-306127
公開日 2008/12/18
登録番号 特許第4894641号
特許権者 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 熱電変換材料
技術分野 電気・電子、無機材料
機能 材料・素材の製造、環境・リサイクル対策
適用製品 熱電変換材料
目的 現在、燃料の使用により膨大な廃熱が発生し、ほぼ全てが大気中に放出されている。その一部を電気に変換して有効利用すれば、大きな省エネルギーに繋がる。これを実現するには、より効率の良い熱電材料を開発する必要がある。従来、層状コバルト酸化物が高い熱電能を示すことが報告され注目されてきたが、室温以上では、従来の層状コバルト酸化物では飽和傾向にあり、かつ、電気抵抗率も温度と共に上昇するので、効率が悪くなる欠点がある。そこで、熱依存性を低減し、室温以上の温度領域で、最大クラスのゼーベック係数を持つ熱電変換材料を提供する。
効果 この熱電変換材料は、室温以上の温度域で、最大クラスのゼーベック係数を持つ。更に、ゼーベック係数は、温度変化に対し、室温より少々高い温度でも殆ど飽和しない。従来物質に較べ電気抵抗率が少し高めなので、そのままこの物質を熱電材料として用いるのは難しいが、この物質をもとに、単結晶化や適度なキャリアドープを行えば電気抵抗率を数桁下げられることは容易に推測できる。この物質は、従来の熱電材料に匹敵する性能を発揮する可能性が十分にある。この熱電材料は、電子的な変換機構を有するため、無騒音かつ超小型化が可能となる利点がある。
技術概要
コバルト酸化物よりなる熱電変換材料に関し、CaFe↓2O↓4(カルシウム・フェライト)型構造を有し、そのFeがCoに置換されてなる熱電変換材料である。このCaCo↓2O↓4多結晶試料は、高温高圧合成法(高温高圧下での固相反応法)によって人工的に作り出す。原料粉が高温高圧下で化学反応してこの物質が形成されるが、反応後、高圧を保持したまま室温まで急冷し、その後、圧力を解放する。出発原料にはCo↓3O↓4(3N)と(Ca↓2CoO↓3)↓0↓.↓6↓2CoO↓2粉末を 0.86:3モル比で混合された粉末を作る。高圧合成は閉鎖系で反応が進むため、他の元素が入らないようにする。混合粉末は、300℃で数時間乾燥する。混合粉末を白金カプセルに充填・密閉する。この白金カプセルを圧力セル(岩塩を主成分とした圧力媒体、および、カーボンヒーター等で構成)に組み込む。フラットベルト型の高圧プレス装置を用いて、高温高圧下(1500℃,6GPa)で1時間反応させた後、室温まで急冷、圧力解放を行う。生成物を取り出す。反応により試料はペレット状に焼結している。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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