熱・電気直接変換方式による発電デバイスの開発

熱電発電(TEC)およびアルカリ金属熱体発電(AMTEC)の技術革新を目指して、プラズマ・イオンプロセス、超高圧極限条件下での新材料開発と発電デバイスの開発に主力をおいて研究を行った。1.熱電発電(TEC)用新材料および発電デバイスの開発(1)鉄シリサイドFeSi_2系合金の微粒子(平均粒径〜2μm)をO_2、SiH_4のプラズマ処理で大幅な特性改善を実現した。この新材料で、無添加のβ-FeSi_2セラミックスで10倍、Cr,Coの置換系セラミックスで2〜3倍出力アップできた。「松原覚衛(山口大・工)」。(2)高温・超高圧極限下でβ-FeSi_2系セラミックスを開発した。Ru置換(〜10at.%)でβ-FeSi_2の変態温度940℃を1050℃まで高めた。「島田昌彦(東北大・工)」。(3)ポリカルボシランの反応焼結により多孔質SiCの微細構造を制御して熱電特性を大幅に改善した。「河本邦仁(名大・工)」2.アルカリ金属熱電発電(AMTEC)の実用化研究(1)β,β″-アルミナ焼結体と電極材料について、溶融Na中でのミクロな組織構造変化について研究した。β″-アルミナ管にNbN多孔質薄膜電極をもつAMTEC発電実験で、真空度3.7×10^<-2>Paの動作条件下で出力密度0.36W/cm^2を得た。「加藤昭夫(九大・工)」3.熱電発電デバイスの応用開発と電力システムへの適用技術(1)高熱流束・大電流を流した状態での発電器の出力と効率特性を、計算機シミュレーションと要素モデル実験によって検討し、熱電発電の有効性を示した。「松浦虔士(阪大・工)」(2)多孔質のZr-セラミクスを用いた高効率電解セルと、120対のFeSi_2熱電素子を組み合わせたプロトタイプの水素製造システムにより、高温・水蒸気電気分解による水素製造の有効性を実験的に示した。「嵐治夫(東北大・科研)」

熱電発電(TEC)およびアルカリ金属熱体発電(AMTEC)の技術革新を目指して、プラズマ・イオンプロセス、超高圧極限条件下での新材料開発と発電デバイスの開発に主力をおいて研究を行った。1.熱電発電(TEC)用新材料および発電デバイスの開発(1)鉄シリサイドFeSi_2系合金の微粒子(平均粒径〜2μm)をO_2、SiH_4のプラズマ処理で大幅な特性改善を実現した。この新材料で、無添加のβ-FeSi_2セラミックスで10倍、Cr,Coの置換系セラミックスで2〜3倍出力アップできた。「松原覚衛(山口大・工)」。(2)高温・超高圧極限下でβ-FeSi_2系セラミックスを開発した。Ru置換(〜10at.%)でβ-FeSi_2の変態温度940℃を1050℃まで高めた。「島田昌彦(東北大・工)」。(3)ポリカルボシランの反応焼結により多孔質SiCの微細構造を制御して熱電特性を大幅に改善した。「河本邦仁(名大・工)」2.アルカリ金属熱電発電(AMTEC)の実用化研究(1)β,β″-アルミナ焼結体と電極材料について、溶融Na中でのミクロな組織構造変化について研究した。β″-アルミナ管にNbN多孔質薄膜電極をもつAMTEC発電実験で、真空度3.7×10^<-2>Paの動作条件下で出力密度0.36W/cm^2を得た。「加藤昭夫(九大・工)」3.熱電発電デバイスの応用開発と電力システムへの適用技術(1)高熱流束・大電流を流した状態での発電器の出力と効率特性を、計算機シミュレーションと要素モデル実験によって検討し、熱電発電の有効性を示した。「松浦虔士(阪大・工)」(2)多孔質のZr-セラミクスを用いた高効率電解セルと、120対のFeSi_2熱電素子を組み合わせたプロトタイプの水素製造システムにより、高温・水蒸気電気分解による水素製造の有効性を実験的に示した。「嵐治夫(東北大・科研)」