通電加圧焼結を用いたTiO_2-TiB_2系熱電材料の調製におけるマグネリ相の形成と熱電特性への影響

摘要

熱電変換は，熱エネルギーを電気エネルギーに変換する方法であり，熱電変換の利用により大気中等に廃棄されている工場廃熱，自動車廃熱等をはじめとする各種排熱の有効利用が期待される．熱を電気エネルギーに直接的に変換する方法としては，ゼーベック効果を用いる熱電発電，アルカリ金属熱電発電，熱電子発電の3つの方式があり，単位面積当たりの出力密度は．熱電発電とアルカリ金属熱電発電は1 W/cm~2，熱電子発電では6～8 W/cm~2となり，太陽電池の100 W/m~2と比較して2桁以上も高くなっている．熱電変換材料の性能は．ZT=S~2T/(pk) (S：ゼーべック係数，ρ：電気抵抗率，k：熱伝導率，T：温度）で定義される無次元性能指数で評価され，高性能な熱電材料を作製するには高いゼーベック係数Sと低い電気抵抗率ρ，そして低い熱伝導率kの実現が求められ，ZT= 1が熱電材料の実用化の一つの目安とされている．