大阪府立大學

室溫廃熱を高効率で電気に変換!電子構造の精密制御により熱電性能を2倍増大―近未來のIoT社會に貢獻する環境発電技術への応用に期待―

更新日:2021年8月12日

大阪府立大學大學院 理學系研究科の小菅 厚子 準教授(JSTさきがけ研究者兼任)、奧友 洋 大學院生、久保田 佳基 教授、近畿大學工業高等専門學校の舩島 洋紀 準教授、高輝度光科學研究センターの河口 彰吾 主幹研究員の研究チームは、テルル化ゲルマニウムの電子構造を精密制御する事により、室溫付近の熱電変換出力因子(解説1)を、既存材料の最大2倍に増大させる事に成功しました。さらに、この熱電性能向上には、従來知られている価電子バンドに加えて、新たな価電子バンドが寄與している事を明らかにしました。

本研究の成果は、世の中に存在する廃熱の中でも総量が多い室溫廃熱を電気として再利用する廃熱利用技術の要素技術に関するものであり、環境発電技術(解説2)への応用や省エネルギー社會の実現に貢獻する事が期待されます。

なお、本研究成果は、日本時間2021年8月12日(木)に、Elsevier社が発行する「Materials Today Physics」にオンライン掲載されました。

論文タイトル「Superior room-temperature power factor in GeTe systems via multiple valence band convergence to a narrow energy range」

本研究のポイント

説明図

図 熱電変換出力因子の溫度依存性

  • 室溫付近で既存材料の最大2倍の熱電変換出力因子を示す材料開発に成功
  • 電子構造の精密制御により従來高溫域で高性能を示す事が知られていた材料を、室溫域で高性能化
  • 廃熱総量が最も多い室溫廃熱を利用した環境発電や省エネルギー社會への貢獻に期待

SDGs達成への貢獻

SDGsアイコン7、9

大阪府立大學は研究?教育活動を通じてSDGs17(持続可能な開発目標)の達成に貢獻をしています。

本研究はSDGs17のうち、「7:エネルギーをみんなに そしてクリーンに」「9:産業と技術革新の基盤をつくろう」に貢獻しています。

研究助成資金等

本研究は、科學技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業 さきがけ(JPMJPR17R4)の成果です。
微小エネルギーを利用した革新的な環境発電技術の創出(JST Webページ)

また、本研究の一部は、電気エネルギー技術財団、谷川熱技術振興基金からの支援を受けて行われました。

用語解説

解説1 熱電変換出力因子

熱電性能のエネルギー変換効率を計る尺度の一つである。ゼーベック係數(溫度差1度あたりの熱起電力)の2乗と電気伝導率(電気の流れやすさの尺度)の積で表される。

解説2 環境発電技術

身の回りに存在する熱、光、振動等の微小なエネルギーを利用して発電する技術である。

関連情報

お問い合わせ

大阪府立大學 大學院 理學系研究科

準教授 小菅 厚子(こすが あつこ)

Tel 072-254-9875 Eメール a-kosuga[at]p.s.osakafu-u.ac.jp[at]の部分を@と変えてください。
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