排熱発電高効率化や自動車の燃費向上への応用に期待

<plone.namedfile.file.NamedBlobImage object at 0x7fede8f1cdd0 oid 0x1c673 in <Connection at 7fee46841610>>

2017-12-14

engineering

{'items': [{'description': {'blocks': [{'key': 'ft7oa', 'text': '熱電変換材料では、固体のゼーベック効果を利用して温度差から直接電力を生み出します。このときの発電性能（出力）を決定するのが、熱電材料の出力因子と呼ばれるパラメータです。出力因子は、材料のゼーベック係数 S と電気伝導率 σ を使って、 S 2 σ として表されます。なお、この出力因子を材料の熱伝導率 κ で割ってそのときの絶対温度 T をかけると熱電材料の性能指数 ZT が得られます。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 102, 'length': 6, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 118, 'length': 6, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 133, 'length': 21, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 184, 'length': 6, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 207, 'length': 6, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 231, 'length': 7, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 140, 'length': 8, 'style': 'SUPERSCRIPT'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term1', 'term': '熱電変換出力因子'}, {'description': {'blocks': [{'key': '82nd4', 'text': 'YbSi2中でのYbの価数変動:', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 0, 'length': 16, 'style': 'BOLD'}, {'offset': 4, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': '995f1', 'text': 'YbSi 2 中のYbはYb 2+ とYb 3+ の二つの価数をとっていると考えられています。この価数変動に起因して、フェルミ準位付近の電子の状態密度が変化し、結果、ゼーベック係数が高くなっていることが推察されています。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 5, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}, {'offset': 14, 'length': 2, 'style': 'SUBSCRIPT'}, {'offset': 14, 'length': 4, 'style': 'SUPERSCRIPT'}, {'offset': 22, 'length': 3, 'style': 'SUPERSCRIPT'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': '44d4k', 'term': '固体中のYbの価数変動'}, {'description': {'blocks': [{'key': 'atgou', 'text': '高い熱起電力＜電気伝導率とゼーベック係数のトレードオフの関係＞：', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': 'dffvm', 'text': '一般的に、電気伝導率が高ければゼーベック係数は低くなり、逆に、電気伝導率が低ければゼーベック係数は高くなるというトレードオフの関係が存在します。それゆえ、長年、熱電材料の出力因子 S 2 σ を大幅に向上させることは困難であるとされていました。ところが、我々が発見したYbSi 2 では、固体中のYbの価数変動に起因して、金属的に高い電気伝導率を有しながらも50μVK -1 以上という高いゼーベック係数が発現し、結果、巨大出力因子が発現しました。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 91, 'length': 21, 'style': 'ITALIC'}, {'offset': 98, 'length': 8, 'style': 'SUPERSCRIPT'}, {'offset': 211, 'length': 7, 'style': 'SUPERSCRIPT'}, {'offset': 158, 'length': 6, 'style': 'SUBSCRIPT'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term2', 'term': '高い熱起電力'}, {'description': {'blocks': [{'key': '3iu7i', 'text': 'ビスマス・テルライド（Bi2Te3） :', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [{'offset': 13, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}, {'offset': 16, 'length': 1, 'style': 'SUBSCRIPT'}], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': '1472m', 'text': '既存熱電材料のうち、室温付近で最も高い性能を示すものはビスマス・テルライド（Bi 2 Te 3 ）ですが、構成元素であるテルル（Te）の毒性と希少性やビスマス（Bi）の資源偏在性が問題となっています（右表）。熱電発電技術の広範な産業化のためには、無毒で資源量が豊富な元素（例えば、シリコン）から構成される高効率熱電変換材料の開発が望まれています。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'b85fl', 'term': 'ビスマス・テルライド'}, {'description': {'blocks': [{'key': 'fe85j', 'text': '原子力電池＜熱電発電の応用（現状）＞:', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': 'bipd', 'text': '惑星探査機においては、Pu-238（プルトニウム238）のα崩壊（半減期87.7年）で生じる崩壊熱を熱電発電技術によって直接電気エネルギーに変換して利用しています。現状、熱電発電効率は低いものの、数十年間安定して電力を供給できるため、惑星探査機や僻地における電源として活用されています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term3', 'term': '原子力電池'}, {'description': {'blocks': [{'key': '281im', 'text': '排熱回生システム＜熱電発電の応用（将来展望）＞:', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}, {'key': 'ej5bu', 'text': '平均すると、全一次エネルギーの約三分の二が熱として捨てられています。特に自動車においては、総投入エネルギーの約七割が未利用熱エネルギーとなっています。このため、自動車からの排熱を回収し電気エネルギーとして再利用できる熱電発電が、近年注目を集めています。', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}, 'key': 'term4', 'term': '排熱回生システム'}]}

['eng']

['黒崎健']