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【エネルギー】発電も可能な熱電対、希少金属使わず熱にも強い
- 1 :軌道電子カンタムφ ★:05/01/06 15:28:38 ID:???
- 半導体を組み合わせて作り、温度差から電気を起こす
「熱電変換素子」の大量生産につながる新たな製造法を、
長野県工業試験場と信州大学工学部の研究チームが開発した。
今年は実用化試験に向け、素子を組み合わせた複合部品の
試作を始める。希少元素を必要とする従来の素子と違って、
地球上にふんだんにある鉄やケイ素という安価な材料を使い、
高温に強いのが特徴。焼却炉に素子を設置し、炉の熱と外気の
温度差で発電するといった利用も想定され、
熱利用の発電を大きく広げる可能性がある。
熱電変換素子は、電気特性が異なる二種類の半導体をU字型に
連結。素子の両端の温度差から半導体内の電子が移動し、
電気が起きる仕組みだ。素子は実用化されているが、
ビスマスやテルルという希少元素を使っており、産業面ではほとんど普及していない。
新たな製法は、鉄とケイ素を主原料に、一方にコバルト、
もう一方にマンガンを加え、二種類の半導体の素材を作る。
この二つの素材を「放電プラズマ焼結」と呼ぶ特殊な方法で焼き固める。
従来、鉄とケイ素を使った素子の製造は溶解や鋳造など複雑な
工程だったが新製法は処理時間が20時間と従来の2/3に短縮。
製造コストも大きく削減できるという。
研究チームは複合部品にしやすいよう二種類の半導体を交互に
重ねて四層にしたW型素子(厚さ四ミリ、長さ二十ミリ、幅十三ミリ)も開発した。
素子の両端で400度の温度差をつけた測定試験では、
W型素子を10個並べると乾電池一本分の電力を生み出せる能力を確認。
希少元素を使った素子に比べ電力は1/10程度だが、800度(従来は約100度)の
高温にも耐えられる。火力発電所や焼却炉などの外壁に取り付ける
廃熱発電などが考えられている。
県工業試験場は1997年から熱電変換素子の研究に着手、
2001年から信大工学部との研究協力により、素子の性能が向上してきた。
チームのまとめ役、清水保雄信大教授(機械材料学)は「灯油を燃やした熱を
電気に換え、ファンを回す電源不要のファンヒーターなどが実現できそう。
廃熱をうまく活用できる」と評価。試験場の山本潤一研究員は「環境の時代、
新たな製造法を開発した意義は大きい。複合部品を作り、性能を向上させ、
県内企業とも協力して実用化を目指したい」と話している。
http://www.shinmai.co.jp/news/20050106/mm050106sha0022.htm
- 2 :軌道電子カンタムφ ★:05/01/06 15:29:46 ID:???
- Wikipedia:熱電対
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E7%86%B1%E9%9B%BB%E5%AF%BE
- 3 :名無しのひみつ:05/01/06 15:31:03 ID:XiJU8uc3
- コバルト使ってるじゃん。
- 4 :名無しのひみつ:05/01/06 15:37:43 ID:dW3q2UDN
- さっぱりわからんが、賢い人がんばってくれ。
- 5 :名無しのひみつ:05/01/06 15:38:47 ID:VPfuGngr
- 日本が凄いのだろうか
- 6 :名無しのひみつ:05/01/06 15:45:52 ID:diBlfKpd
- >>3
レアメタルでないっしょ
- 7 :名無しのひみつ:05/01/06 16:05:57 ID:e27bxgDn
- ペルチェ?
- 8 :名無しのひみつ:05/01/06 16:13:19 ID:/r7mLzJs
- 規模に対する電力はどのくらい得られるのよ??
ファンヒータにつけてファンをまわせるって、あのファンは
300Wほどあるが、そんなに取れるのか??
- 9 :名無しのひみつ:05/01/06 16:14:35 ID:IekfMhPh
- 信州大はいろいろすごいなあ
中部を代表するのは名古屋大じゃないようだな?
- 10 :名無しのひみつ:05/01/06 16:19:12 ID:X+mEZEfy
- >>7
あっそうかペルチェと一緒だね。
この話で、
圧力をかけると、電圧が起こり→電子ライターのフリント
電圧をかけると、圧力・・というか形が変わる→ジェットプリンターのヘッド
っていうピエゾの利用法を連想した。
おれ、どしろうとだからあんまり詳しく分からないけど、
偉い人がいるんだね。
- 11 :名無しのひみつ:05/01/06 16:29:31 ID:Lb5k3XCH
- 400度で乾電池一個ってかなしすぎる
- 12 :名無しのひみつ:05/01/06 16:57:26 ID:DbgRjlX/
- 乾電池に代わるものじゃないんだからなにを悲しむ必要がある?
- 13 :名無しのひみつ:05/01/06 17:38:51 ID:HKnOsae0
- >>7
ペルチェの逆。ゼーベックが正しい。
- 14 :名無しのひみつ:05/01/06 17:50:05 ID:0GffNhqy
- Seebeck係数はどれくらいなんだろう?つかZTの値が知りたいな。
- 15 :名無しのひみつ:05/01/06 17:51:10 ID:urxSk0uR
- >>8
ファンヒーターのファンはそんなに電気食わないよ。
300Wってのはプレヒートの時のヒーターの消費電力じゃないかな?
プレヒートの時にはある程度の熱量が必要になるから、
スタート時には電源なりなんなりが必要で、それが終わったら
自分で発電しながら動かすようなファンヒーターは作れそうだ。
- 16 :名無しのひみつ:05/01/06 18:19:12 ID:RVKM8yUb
- >>15
ファンヒーターの自己発電、はぁはぁ。
- 17 :名無しのひみつ:05/01/06 18:45:29 ID:yo+KSG3l
- 放射性廃棄物保管庫に貼り付けておけばいいね
- 18 :名無しのひみつ:05/01/06 18:50:00 ID:fleGbsxM
- >>7
そうそう。
- 19 :名無しのひみつ:05/01/06 18:51:05 ID:e27bxgDn
- 熱効率100%の世界?
最後は風呂の湯くらいまで下がる
- 20 :名無しのひみつ:05/01/06 18:54:24 ID:oxs6aqyy
- これを全ての道路に埋め込めばいい訳だ。とか>>1も読まずにカキコ
- 21 :名無しのひみつ:05/01/06 19:02:17 ID:dNoNwOwB
- >>20
おまい400度の道路走ってるのか?
- 22 :名無しのひみつ:05/01/06 19:10:04 ID:NPUpQztn
- むかし、アシモフかなんかの小説でこの棒を
海の深海まで伸ばして深海と海上の温度差で
永久に発電するって話読んだ気がするけど、
これって現実に近づいたってこと?
- 23 :名無しのひみつ:05/01/06 19:54:23 ID:Gnt4tXzJ
- 20時間もプラズマ使って0.15Vじゃ元取れそうもないな。
- 24 :名無しのひみつ:05/01/06 21:23:42 ID:KvJ8CiFd
- 素子なんだから小さいし、直列つなぎ10個で乾電池なら
10000個つなげれば、40度の温度差でも結構なもんじゃ?
(厚さ四ミリ、長さ二十ミリ、幅十三ミリ)
発電所なら、何十万個とかなのかも。
- 25 :名無しのひみつ:05/01/06 21:38:09 ID:+4bu7QHo
- 熱電子発電とか言うのだっけ、これって。
- 26 :名無しのひみつ:05/01/06 21:59:15 ID:jhLmcwhz
- ほー、こりゃー凄い
安価で高温にも耐えるというのがいいな、車のエンジンにこれを利用し
電力を利用しよう
- 27 :名無しのひみつ:05/01/06 22:56:18 ID:ZPdUFmiN
- 放電プラズマ焼結=SPS?
スパーク プラズマ シンタリングだっけ?
- 28 :名無しのひみつ:05/01/06 23:43:06 ID:8TD+eIzJ
- そうそう。エンジンの廃熱や交換機かなんかに付ければ、効率も上がるし
ヒートアイランドにも少しは影響あるかな・・・。値段だね。
- 29 :名無しのひみつ:05/01/07 00:53:16 ID:0TrIU6fN
- >>18
違うってば。ゼーベック素子。
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