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熱電子直接発電用セラミックス電極材料の開発及び発電装置の試作

热离子直接发电陶瓷电极材料开发及发电设备样机制作

基本信息

批准号：
60045012
负责人：
矢田慶治
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Energy Research
财政年份：
1985
资助国家：
日本
起止时间：
1985 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-60045012/
关键词：
熱電子発電セラミックス電極材料

项目摘要

研究目的本研究は熱電子発電の電極材料として従来の金属にかわるセラミックについて、とりわけ良好な電子放出能を有する高融点炭化物(TaC,HfC等)に注目し、これらの真空中及びCs蒸気中での電子放出特性の基礎研究を行い、得られた知見をもとに、小型及び中型の熱電子発電器を試作することを目的としている。また、太陽光中の短波長光によるCs蒸気の電離を利用して発電効率を改善することを目指している。研究成果の概要 (1)熱電子放出特性の測定:各種高融点炭化物、硼化物、窒化物15種類について熱電子放出特性を高真空中で測定し、リチャードソンプロットから仕事関数を求めた。この結果から在来最もよく使われているWよりすぐれた材料は、HfC,TaC,ZrC,Ce【B_6】,La【B_6】であり、そのうちHfCとLa【B_6】が特にすぐれていることが解った。一方、ホランダイトやHfN,ZrNは期待した程すぐれた材料ではなかった。(2)太陽光によるCs蒸気の電離:太陽光のうちの短波長光によってCs蒸気をイオン化できれば、放出電子による空間電荷の中和が行われ、電子の輸送ひいては発電効率の向上が期待できるので、Csのイオン化について理論的に検討すると共に、石英窓をもつ実験球を試作して予備実験を行った。その結果、Csのイオン化は、1500-2500Kの電極表面に到達したCs分子は殆んど100%熱イオン化が行われること、これに対し波長3000Å程度の光によるイオン化は、1TorrのCs蒸気中に集中太陽光を入射して約1×【10^(15)】個/【cm^3】・secのイオンを作り得ることが解り、実験的にも光イオン化の効果が認められた。以上の結果をもとにエミッタにHfCを、コレクタにLa【B_6】を用いた熱電子発電器を試作中である。これにより実験球での0.2W/【cm^2】の発電出力を1W/【cm^2】程度に改善できることを期待している。

Objective the purpose of this study is to study the emission of carbides with high melting point (TaC). The purpose of this study is to study the emission of carbon compounds with high melting point (TaC). (HfC, etc.) pay close attention to the emission characteristics of diesel generators in vacuum and Cs steamers, and obtain information on the emission characteristics of small and medium-sized electrical power plants in vacuum and Cs steamers. The short-wave and long-wavelength light emitting diodes and the Cs evaporator are used to improve the target temperature of the solar cell by using the frequency of the solar energy. Summary of research results (1) determination of emission characteristics of electrons: determination of emission characteristics of various kinds of high melting point carbides, boride and asphyxiates, high true air emission characteristics, high temperature measurement, high temperature measurement, high The results show that it is the most important thing to improve the performance of materials, HfC,TaC,ZrC, ce [B _ 6], La [B _ 6], and HFC Lab [B _ 6]. One party, one party (2) Optical emission Cs vaporization isolation: too much light emission, short-wave long-wavelength light emission, Cs vaporization, emission of electrons, neutralization of space charges, emission of electrons, and transmission of electrons. The rate of electrical emissions is expected to increase, Cs emissions are expected to increase, and the theory of environmental protection is widely used. The quartz is used to make sure that the ball is used as a guide to the equipment. The results of the experiment, the temperature of 1500-2500K and 1500-2500K of the cathode reached the temperature of Cs molecule, the temperature of 3000 ℃, the radiation threshold of about 1 × [10 ^ (15)]