高温熱直接発電用新素材の開発

高温直热发电新材料开发

• 批准号: 63603021
• 负责人: 松原 覚衛
• 金额: $ 21.57万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 1988
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-63603021/
• 关键词: 熱電発電; 熱電子発電; アルカリ金属熱電発電; プラズマ・イオンプロセスによる新素材開発; プラズマCVDによる薄膜電極形成

1.O_2、C_2H_2ガスのrf-反応プラズマ(13.56MHz)中でFeSi_2粉体の処理を行った。この焼結体の熱起電力は、プラズマ処理をしない場合に比べて著しく増加することがわかった。その増加率は、O_2ープラズマで約5倍、C_2H_2ープラズマで約1.5〜2倍であり従来の焼結体より少なくとも電気的出力が20倍程度アップできた。(松原)2.ECRプラズマを用いて、βーボロンB_4C高融点熱電材料の薄膜形成を行い、作製条件の最適化について検討した。その結果、膜中のB-C結合濃度はメタン濃度と水素の含有量で膜中のB-C結合濃度が制御できることがわかった。(権田)3.Si、Geをベースにした低次元材料について、高周波プラズマCVDによりアモルファス膜を作成し、原子構造、添加する不純物によって熱起電力特性を改善できることがわかった。Si、Ge中への不純物として、B、Pが有効である。(木村)4.NaCl型のLi_xM_<1-x>O(M:第一遷移金属)、ペロブスカイト型(Re_<1-x>Ca_x)MnO_3、ルチル型MO_<2-x>F_xについて、超高圧法を適用して新規の結晶構造をもつ高温熱電材料が得られる可能性を示した。(島田)5.主として、ホー化物(TaB_2、ZrB_2)について、ジボラン(B┣D22H┣D26┫D2)の熱CVDによる薄膜電極形成を行った。その結果、(Ta┣D20.7┫D2Hf┣D20.3┫D2)C、(Ta┣D20.8┫D2Hf┣D20.2)Cの化合物組成の炭化物薄膜電極は、熱電子放射能が高く、2000℃以上の高温度領域で安定性が高いことを明らかにした。(矢田)6.β、βーアルミナの高温度での耐久性はアルミナの密度が大きいほど、また粒成長したものほど高いことを明らかにした。また、電極材料としては、TiC、NbCの炭化物、さらにNbNの窒化物が優れていることを明らかにした。(加藤)

1. Rf-reflection spectra of FeSi_2 powder in O_2 and C_2H_2 at 13.56MHz. The sintering power of the sintered body is higher than that of the sintered body. The increase rate of O_2 and C_2H_2 is about 5 times and 1.5 ~ 2 times, respectively. The output of electric current is about 20 times higher than that of sintered body. (Matsuhara) 2. The formation and optimization of thin film of B_4C thermoelectric materials with high melting point are discussed. As a result, the B-C binding concentration in the membrane is controlled by the concentration of water in the membrane. 3. Si, Ge, etc. are used to improve the thermal and electrical properties of low-dimensional materials, high-frequency CVD films, atomic structures, and impurities. Si, Ge impurities, B, P impurities. (Kimura) 4. NaCl type Li_xM_<1-x>O(M: the first migrating metal), rare earth type (Re_<1-x>Ca_x)MnO_3, rare earth type MO_<2-x>F_x, ultra-high pressure method are applicable to the new crystal structure and the possibility of obtaining high temperature thermoelectric materials is shown. (Shimada)5. The formation of thin film electrodes by thermal CVD of main and inorganic compounds (TaB_2, ZrB_2). Results: Carbonized thin film electrode composed of (Ta D20.7 D2Hf D20.3 D2)C and (Ta D20.8 D2Hf D20.2)C has high thermal electron emission energy and high stability in high temperature range above 2000℃. 6. Beta, beta, high temperature durability, high density, high grain growth, high temperature durability, high temperature durability. The electrode materials are TiC, NbC and NbN. Kato