熱電変換の基礎から応用(熱電発電)まで～ステナブル社会の実現のために必要とされる熱電発電と素子材料やモジュールおよびシステムについて～

セミナー趣旨

  熱電変換材料は、温度差を与えると電力が発生し、電力を与えると吸熱(冷却)と発熱が生じる大変ユニークな材料です。このような材料がもたらす熱電変換現象やその活用方法の基礎について解説します。さらに、応用としてサステナブル社会の実現のために必要とされる熱電発電にフォーカスをあて、その素子材料やモジュールおよびシステムについて解説します。

受講対象・レベル

本テーマに興味のある方なら、どなたでも受講可能です。

必要な予備知識

予備知識は特には必要ありませんが、例えば一般向けの書籍「環境調和型新材料シリーズ熱電変換材料」
（日本セラミックス協会・日本熱電学会編・日刊工業新聞社・2005/10）などを一読されると更に理解が深まります。

習得できる知識

・熱電変換に関する基礎知識
・熱電変換の活用方法
・熱電変換材料・モジュールおよび熱電発電システムの開発事例

セミナープログラム

1. 熱電変換現象について
  1） 熱電変換の歴史
  2） 真性半導体とn型及びp型半導体
  3） ゼーベック効果
  4） ペルチェ効果
  5） トムソン効果
  6） その他の熱電効果
    a) 磁気熱電効果（異常ネルンスト効果）
    b) スピンゼーベック効果
    c) 横方向熱電効果
  7） 熱電変換でできること
    a) 熱電対
    b) ペルチェ冷却
    c) 熱電発電
2. 熱電変換材料について
  1） 熱電変換材料にとって重要な物性
  2） 性能の指標と変換効率
    a) 性能指数
    b) 性能指数と変換効率の関係
    c) 代表的な熱電変換材の性能指数
  3） 有望な各種熱電変換材料
    a）Bi2Te3系化合物
    b）亜鉛アンチモナイド化合物
    c）(充填)スクッテルダイト化合物
    d）クラスレート化合物
    e）ホイスラー型化合物
    f） PbTe系化合物
    g）AgSbTe2-GeTe系化合物(TAGS)
    h）マグネシウムシリサイド化合物
    i） 高マンガンシリサイド化合物
    j） Si-Ge系合金
  4） 熱電変換材料の製造方法
    a）ブリッジマン法
    b）溶融＋焼結法
    c）スパークプラズマ焼結法
    d）液相-固相反応法
3. 熱電発電素子・モジュールについて
  1） 積層型熱電発電素子の構造
    a) 積層型熱電素子の概念
    b) 積層比の決定方法
  2） Π型熱電発電モジュールの構造
    a) 両面基板型
    b) ハーフスケルトン型
    c) フルスケルトン型
    d) 中間保持板付フルスケルトン型
    e) 管状型
    f) 多層型
    g) フレキシブル型
    h) 気密ケース内Π型熱電モジュールの発電シミュレーション
     i) 積層型素子によるΠ型熱電モジュールの熱電発電性能
  3） Π型以外の熱電モジュールの構造
    a) 積層素子による直線型熱電モジュールの熱電発電性能
    b) 横方向熱電効果に基づく管状型熱電モジュール
  4） モジュール製造に関連する接合技術
4. 熱電発電システムについて
  1） 熱電発電システム開発の歴史
  2） 廃熱を利用した熱電発電
  3） 熱電発電システムの具体例
    a）カスケード型熱電発電システム
    b）宇宙での熱電発電システム
    c）体温による熱電発電システム
    d）温泉による熱電発電システム
    e）連続鋳造設備における熱電発電システム
    f）炎/沸騰水の温度差を利用した熱電発電システム
    g）カセットガスファンヒーターの熱電発電システム
    h）自動車廃熱による熱電発電システム
  4) 車載熱電発電システムにおける発電量の試算
5. 熱電変換の課題と将来展望について
  1） 熱電変換の課題
  2） 廃熱利用による省エネルギー効果の試算
  3） 熱電変換の将来展望

■講演中のキーワード
熱電変換材料、ゼーベック効果、ペルチェ効果、熱電発電、ペルチェ冷却、熱電モジュール、熱電発電システム

セミナー講師

 名古屋大学 大学院工学研究科物質プロセス工学専攻 准教授　 伊藤 孝至 氏

■ご略歴
1985年3月 名古屋大学大学院工学研究科博士課程前期課程修了
1992年6月 博士（工学）（論文博士）（名古屋大学）
1985年10月 名古屋大学大学院工学研究科・助手
2002年4月 名古屋大学高効率エネルギー変換研究センター・助教授
2004年4月 名古屋大学エコトピア科学研究所・助教授(後准教授)
2012年4月 名古屋大学大学院工学研究科・准教授
現在に至る
■ご専門および得意な分野・ご研究
熱電変換材料工学、粉末冶金学
■本テーマ関連学協会でのご活動
日本熱電学会評議員(2012年～現在)、排熱発電コンソーシアム会長(2015～2018年)、粉体粉末冶金協会理事(2014～現在)

セミナー受講料

【オンラインセミナー（見逃し視聴なし）】：1名47,300円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき36,300円

【オンラインセミナー（見逃し視聴あり）】：1名52,800円(税込（消費税10％）、資料付)
＊1社2名以上同時申込の場合、1名につき41,800円

＊学校法人割引；学生、教員のご参加は受講料50％割引。

受講について

• 配布資料はPDF等のデータで送付予定です。受取方法はメールでご案内致します。
  （開催1週前～前日までには送付致します）
  ※準備の都合上、開催1営業日前の12:00までにお申し込みをお願い致します。
  （土、日、祝日は営業日としてカウント致しません。）
• 受講にあたってこちらをご確認の上、お申し込みください。
• Zoomを使用したオンラインセミナーです
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• 申込み時に（見逃し視聴有り）を選択された方は、見逃し視聴が可能です
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