産総研、変換効率11％の熱電変換モジュール開発で未利用熱活用に前進

産業技術総合研究所（産総研）の太田道広主任研究員らは11月26日、PbTe（鉛テルライド）※熱電変換材料の焼結体にMgTe（マグネシウム・テルライド）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、また同材料を用い変換効率11％を有する熱電変換モジュールの開発に成功したと発表した。



石油や石炭といったエネルギー資源を輸入に依存する日本だが、エネルギーの60％以上は利用できず、熱として廃棄しているのが実態で、この未利用熱エネルギーを電力に変換して活用するには高効率な熱電変換モジュール開発が不可欠だった。

これまで、熱電変換材料でZT1.0を超えること、および熱電変換モジュールでは7％の変換効率を超えることが困難だったが、今回、KANATZIDIS Mercouri G. 米ノースウェスタン大学教授とともにナノ構造の形成技術を用い、熱電変換材料の焼結体のZT値を摂氏550度で1.8まで高めることができたもの。

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、熱電変換モジュールでの11％の変換効率（高温側600度、低温側10度、ともに摂氏）を実現したという。

なお今後は、ナノ構造を形成した熱電変換材料と電極材料との間の電気的・熱的接合の改善に取り組み、更なる出力電力と変換効率の向上を実現するとしている。

（画像はプレスリリースより）




国立研究開発法人 産業技術総合研究所 ニュースリリース
https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/