未利用熱エネルギーの電力活用を目指した熱電変換材料とモジュールの開発

エネルギーの安定供給を達成して持続可能な社会を実現するためには、創・省エネルギー技術の革新的向上が不可欠である。様々な環境・エネルギー技術の中でも、特に重要性が増している技術が熱電変換である。例えば、日本では一次エネルギーの大半を輸入に頼っているが、そのうち60 %以上は利用されずに熱として廃棄されている。熱電変換技術を用いることで、未利用熱エネルギーを利用価値の高い電気エネルギーとして回収できる。 　本セミナーでは、まず、熱電変換技術の基礎を理解する。次に、日本、米国、欧州における熱電変換研究の取り組みを、各国の国プロを中心に紹介する。次に、熱電変換技術の最前線で研究を進めている我々の成果を中心に、熱電変換技術の今を解説する。我々グループでは、ナノテクノロジーを用いて、バルク体熱電変換材料の性能指数を2倍以上に向上させることに成功している。さらに、希少・毒性元素を利用しない新しい熱電変換材料として硫化物の研究を進めている。そのうえ、材料・モジュールの評価技術の開発と標準化に関わる研究にも携わっている。

1. 熱電変換技術の基礎
   1. 熱電変換材料の基礎と開発のポイント
   2. 既存の熱電変換材料
   3. 熱電変換モジュールの基礎と開発のポイント
2. 各国の研究開発動向
   1. 日本
   2. 米国
   3. 欧州
3. 熱電変換研究の最前線:超高効率化 (ZT > 2.0)
   1. 低次元化による薄膜材料の高効率化
   2. ナノ構造制御によるバルク材料の超高効率化
   3. 結晶構造の高度制御によるバルク材料の超高効率化
4. 熱電変換研究の最前線:元素代替に基づいた低環境負荷化
   1. 酸化物系材料
   2. シリサイド系材料
   3. 硫化物系材料
   4. 有機系材料
5. 標準化を目指した評価技術
   1. 熱電変換材料の評価技術
   2. 熱電変換モジュールの評価技術
6. 応用への取り組み
   1. 未利用熱エネルギー (車、工場などからの廃熱) の利用
   2. 再生可能熱エネルギー (地熱、太陽熱など) の利用
   3. エナジーハーベスティング
7. 将来展望とまとめ
• 質疑応答