Fabrication of Thermoelectric Conversion Materials Using Soil Clay Minerals

利用土壤粘土矿物制备热电转换材料

• 批准号: 22K19001
• 负责人: 本田 充紀
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Japan Atomic Energy Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19001/
• 关键词: 風化黒雲母; 熱電変換材料; 溶融塩; 土壌粘土鉱物; 熱電材料; 熱電物性; X線分析

本研究の目的は、我々が福島第一原子力発電所事故による放射性Cs減容化技術を基軸とした溶融塩技術を駆使することで、土壌粘土鉱物から選択的に様々な材料を調整し、新しい熱電変換材料を創出することです。本年度は、黒雲母が風化した構造として知られる福島の風化黒雲母と混合塩(NaClやCaCl2など)を加熱処理して得られる粉体材料から焼結体の調整を行い熱電特性を評価しました。具体的には、グラインド機や遊星ボールミル機を用いた粉砕および水ひ作業により風化黒雲母の粒子半径を5マイクロメートル以下とした。その後CsCl水溶液中でCsを風化黒雲母へ吸着させて乾燥させた試料と粉末の塩とを混合し環状型加熱炉により加熱しました。この結果、風化黒雲母とはことなる構造をもつ複数の結晶が合成されることが示されました。X線回折では風化黒雲母由来の回折ピークが消失し、エネルギー分散型X線分光法による元素マップ解析では、結晶由来特有の元素が高分散している様子が観測されました。これは、比較のために行った塩を添加しないで加熱した結果とは大きく異なる興味深い結果です。本研究は、風化黒雲母をそのまま加熱するのではなく塩を添加することで種類の異なる複数の結晶をもつ材料創出を実現できたことになります。この材料を焼結し熱電特性を詳細に解析し、これまでにない新しい熱電変換材料としての特性の最適化を行っていく予定です。これらの研究成果については現在特許出願へむけた準備中となっており、次年度早々にも出願へ進める予定です。

The purpose of this study is to use radioactive Cs volume reduction technology based on the Fukushima Daiichi Atomic Power Plant accident. The 駆使することで, the soil clay 鉱物からselected に様々な material をadjustment, and the new Thermoelectric Changing Material をCreation することです. This year, the weathered black mica of Fukushima has a structure of weathered black mica and a mixed material (NaCl and CaC l2など)をThe heat treatment is used to obtain the powder material and the adjustment of the combination is performed and the thermoelectric properties are evaluated. Specifically, the には, グラインド machine and the star ボールミル machine を use いた powder and および water The particle radius of weathered black mica is less than 5マイクロメートルとした. After the CsCl aqueous solution, the weathered black mica was adsorbed, the sample was dried, the powder was mixed, and the ring-shaped heating furnace was heated.この Result, weathered black mica とはことなる structure をもつ plural のcrystal が synthesize されることが Show されました. The origin of X-ray reversal of weathered black mica, the disappearance of weathered black mica, and the use of dispersive X-ray spectroscopy The る element is analyzed and analyzed, and the の element that is unique to the crystallization origin is highly dispersed and measured.これは, compare のために行った塩をadd しないでheat した results とは大きくdifferent なる interesting flavor deep い results です. In this study, weathered black mica was heated and addedでのdifferent なるplural のcrystal をもつ material creation を実 appearances できたことになります. Detailed analysis of the thermoelectric properties of the thermoelectric material and the new thermoelectric conversion material. Optimization of the characteristics of the material. The research results of the research are currently in preparation for the license release, and the license will be issued early next year.

项目成果

Thermoelectric properties of Fukushima weathered biotite for thermoelectric conversion materials

福岛风化黑云母热电转换材料的热电性能

• 发表时间: 2023
• 作者: Mitsunori Honda;Yui Kaneta;Kosetsu Hayakawa;Masakazu Muraguchi;Chiaki Iino;Masato Oda;Hiroyuki Ishii;Takuya Goto;Yaita Tsuyoshi
• 通讯作者: Yaita Tsuyoshi