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低温ゼ-ベック効果発電の基礎的研究

低温塞贝克效应发电基础研究

基本信息

批准号：
08875059
负责人：
小野勝敏
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至 1997
项目状态：
已结题

项目摘要

温度300℃以下の低温エネルギーから巨大電力発電方式として、鉄基固溶体熱電変換素子による循環空気多段熱交換式熱電発電システムを考究してきた。まず、変換材料として量産性のあるFe(p)-Fe12%Al(n)及びFe12%Al12%Si(p)-Fe12%Al(n)の2種類の低温導電性p-n接合素子の開発を行った。前者のゼ-ベック係数は38μV/K,後者は70μV/Kの大きな値を示した。これらのp-n接合素子は合金液体からの鋳造・液相拡散接合により、界面無抵抗の直列結合素子群として形成しうることを予備実験により確認することができた。さらに各素子エレメントの導電度、熱伝導度など熱電特性を700K以下の温度で測定した。次に、Fe(p)-Fe12%Al(n)素子による小型熱電発電装置の試作を行った。すなわち、厚さ0.3mmの冷延鋼板をタンザク状に切断、n型要素部にアルミニウム箔を巻き付け、アルゴン中900℃で熱処理を施してFe12%Al合金とした。これをアコ-デオン状に折り曲げ、2000対のp-n直列接合熱電パネルを作製した。パネル両側に温度の異なる熱空気を送風し、熱電パネルの外部負荷への出力を測定した。最後に、熱空気強制循環多段熱交換式熱電発電システムのコンセプトを理論的に考究した。このシステムは一次熱源に対する電力回収率が80%(大気温度基準)を目的とする発電システムであり、数値計算によりその可能性を推論しえた。

Low temperature heat exchanger below 300℃ for large electric power generation mode, iron-based solid solution thermoelectric converter for circulating air multi-stage heat exchanger thermoelectric power generation mode The development of low-temperature conductive p-n junction elements of Fe(p)-Fe12%Al(n) and Fe12%Al12%Si(p)-Fe12%Al(n) is also discussed. The coefficient of the former is 38μV/K, while the latter is 70μV/K. The p-n junction element is formed by alloying the liquid phase, dispersing the liquid phase, and forming the in-line junction element group without interface resistance. The conductivity and thermal conductivity of each element are measured at temperatures below 700K. The experiment of small thermoelectric device was carried out in the field of Fe(p)-Fe12%Al(n) element. Cold rolled steel sheet with thickness of 0.3mm is cut in shape and n-type element part, and heat treatment is applied to Fe12%Al alloy at 900℃. The P-N in-line junction thermoelectric system was developed in 2000. The temperature difference of the heating air supply system, the heating air supply system and the external load system of the heating air supply system are measured. Finally, the heat and air stress cycle multi-stage heat exchange thermoelectric power generation theory is studied. The power recovery rate of the primary heat source is 80%(high temperature reference).