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エネルギー

廃熱発電を目指した高性能熱電変換材料の開発

技術の構成要素

自動車排気熱や産業・民生分野から排出されている中温領域(200~500度)の未利用廃熱を電力に変換するために、緻密・健全かつ高熱電性能を有するZn4Sb3系熱電変換材料の「反応-押出しプロセス」を開発している。ZnとSbの原料粉末から、熱間押出しの一工程のみでZn4Sb3化合物の合成、および塑性加工による形状付与と緻密化を同時に実現することに成功した。従来の技術に比べ、押出し成形したZn4Sb3バルク材の熱電特性が大幅に向上し、いままでの同材料の最高熱電性能指数を得ている。

適用分野

自動車排気熱を始め、廃棄物処理廃熱や化学・鉄鋼工場等産業・民生分野から排出されている中温領域(200~500度)の小規模・分散型未利用廃熱を電力に変換する材料としての応用が期待される。

【その他の関連分野】

 冷却や精密温度制御の電子機器に利用されているBi2Te3系ペルチェ素子材料の機械的性質や熱電変換効率の向上を目指し、メカニカルアロイングと熱間押出しを組み合わせるプロセスを提案し、サブミクロンからナノレベルの微細組織を形成することによる性能向上に関する研究も展開している。

関連特許

なし

技術の優位性(従来・競合技術との比較)

  • ・「反応-押出しプロセス」は、Zn4Sb3半導体化合物の合成、形状付与および緻密化を押出しの一工程で同時に実現することができ、従来の溶製法やホットプレス法より作製プロセスが簡単で低コストとなり、しかも量産化が可能となる。
  • ・押出し成形したバルク材が単一なZn4Sb3相を有し、材料の組成、相および組織の制御が容易である。

開発の進展状況

製品分野に応じた共同研究が必要である。

参考図面


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