効エネルギー日記

エネルギーの効率的利用を中心に、自分の考えを述べる。

熱電変換効率11%

産総研が、変換効率11%の熱電変換モジュールを、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そうだ。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、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℃)を実現したと発表されている。この温度差を利用できる場所は多いだろう。低温側の温度が10度上がれば効率がどの程度落ちるのか分からないが。木質バイオマスを燃料にするボイラーでこのような温度差を作ることはできるだろう。そうすれば、複雑な発電設備を備えなくても直流電力を発生させることができるはず。この研究開発の成功がさらに高効率な変換素子を生み出すとすれば、再エネとしての熱の存在の重要性が大きくなるだろう。