自動車の燃費向上を指向した熱電発電によるエネルギーリカバリーシステムの開発

开发利用热电发电的能量回收系统，旨在提高汽车燃油效率

基本信息

批准号：
18760667
负责人：
黒崎健
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

現在の自動車業界において、その最大の研究開発目標は、いかに燃費を向上させるかにある。環境問題・エネルギー問題の観点から、今後石油系燃料の使用はますます制限されることが予想され、結果、少しでも無駄遣い無く効率よい燃料の消費が要求されている。しかしながら、一方で、自動車に投入される燃料の約七割が廃熱として捨てられているという現実がある。燃費向上のためには、この熱として捨てられているエネルギーをうまく回収し有効利用することが重要であり、これを実現するための一つの選択肢として、熱電発電があげられる。このような背景のもと、本研究では、自動車からの廃熱エネルギーを効果的に回収し電力に変換する「高効率エネルギーリカバリーシステム(Energy Recovery System: ERS)」を具現化することを最終目的とし、それを実現するために、高性能熱電材料を開発し、それをもとに高出力熱電発電素子を実現することを目的としている。本年度は、さまざまなテルライド・アンチモナイド熱電材料あるいは金属間化合物型熱電材料を作成し、熱伝導率、電気抵抗率(電気伝導率の逆数)、ゼーベック係数、ホール係数等の熱電特性を測定した。熱電発電に適した温度域として、室温から300℃付近までの中高温度域における熱電特性を重点的に評価した。結果、一連のタリウムを含有するテルライド系材料が非常に低い熱伝導率を示し、それゆえ高性能熱電材料になりうることを見出した。また、希土類元素とニッケルあるいはパラジウムからなる三元系アンチモナイドが、非常に優れた電気的特性を示すことを見出した。

当前的汽车行业，最大的研发目标是如何提高燃油效率。从环境和能源问题的角度来看，预计未来石油基燃料的使用将受到越来越多的限制，因此需要有效的燃料消耗而不产生任何浪费。然而，另一方面，现实情况是，汽车中大约70%的燃料都作为废热被浪费掉了。为了提高燃料效率，成功回收并有效利用这些以热能形式浪费的能量非常重要，而热电发电是实现这一目标的一种选择。在此背景下，本研究的最终目标是实现一种“高效能量回收系统（ERS）”，有效回收汽车的废热能并将其转化为电能。高性能热电材料并以此为基础创建高输出热电发电元件。今年，我们创造了各种碲化物/锑化物热电材料或金属间化合物热电材料，并测量了它们的热导率、电阻率（电导率的倒数）、塞贝克系数和霍尔系数等热电性能。我们重点评估从室温到300°C左右的中高温范围内的热电性能，这是适合热电发电的温度范围。结果，他们发现一系列含铊碲化物基材料表现出非常低的导热率，因此可以用作高性能热电材料。我们还发现由稀土元素和镍或钯组成的三元锑化物表现出非常优异的电性能。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

組成制御によるAg9TlTe5の性能向上

通过成分控制提高 Ag9TlTe5 的性能

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
第3回日本熱電学会学術講演会(TSJ2006)論文集
影响因子：
0
作者：
Anek Charoenphakdee;et. al.;K.Kurosaki et al.;K.Kurosaki et al.;黒崎健ら
通讯作者：
黒崎健ら

自然ナノ構造を有するIII2VI3型化合物半導体の熱電特性

天然纳米结构III2VI3型化合物半导体的热电性能

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
影响因子：
0
作者：
Anek Charoenphakdee;et. al.;K.Kurosaki et al.;K.Kurosaki et al.;黒崎健ら;黒崎健
通讯作者：
黒崎健

Reinvestigation of the thermoelectric properties of Ag8GeTe6

DOI：
10.1002/pssr.200701302
发表时间：
2008-03-01
期刊：
PHYSICA STATUS SOLIDI-RAPID RESEARCH LETTERS
影响因子：
2.8
作者：
Charoenphakdee, Anek;Kurosaki, Ken;Yamanaka, Shinsuke
通讯作者：
Yamanaka, Shinsuke

Enhancement of thermoelectric figure of merit in ternary silver thallium tellurides by controlling the carrier concentration

通过控制载流子浓度提高三元碲化银铊的热电品质因数

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Proceedings ICT ' 06, Twenty-Fifth International Conference on Thermoelectrics
影响因子：
0
作者：
Anek Charoenphakdee;et. al.;K.Kurosaki et al.;K.Kurosaki et al.
通讯作者：
K.Kurosaki et al.

Compositional Difference of Thermoelectric Properties in Ag9TlTe5

Ag9TlTe5热电性能的成分差异