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産総研ら、高出力フレキシブル熱電モジュールを開発

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●東芝は12月13日、同社のメモリ事業売却に関して係争中となっていた米Western Digital社(以下WD)との和解を発表した。両社は今後、フラッシュメモリ事業に関する協業を一層強化する。
●同合意により東芝メモリとWDは、現在建設中の四日市工場第6製造棟への今後の設備投資を共同で実施すると発表した。東芝が本年10月に公表している投資が含まれる。また両社は、東芝が岩手で建設を計画する新製造棟へのWDの参画に関する最終契約についても、今後協議を進める。
●両社は、フラッシュメモリ事業に関する合弁会社の契約期間を延長する。フラッシュアライアンス社については2029年12月31日まで、フラッシュフォワード社については2027年12月31日まで契約を延長する。フラッシュパートナーズ社については、既に2029年12月31日まで契約が延長されている。
●今回の和解により、東芝メモリの売却に関して全当事者が協調することとなった。東芝は2018年3月末までの売却完了に向けて、引き続き手続きを進める。
●産業技術総合研究所(以下 産総研)物理計測標準研究部門 応用電気標準研究グループと豊島製作所、Eサーモジェンテックは共同で、量産性に優れた87mW/cm2の高出力フレキシブル熱電モジュールを開発したと発表した。
  
●セラミックス基板に熱電材料を実装した従来の平面型熱電モジュールは、基板が固くて曲がらないため、排熱源の多くを占める配管などの熱が効率よく伝わらず、モジュールの熱回収効率が低いという課題があった。
  
●同研究グループは今回、熱電材料であるn型ビスマス・テルル材に遷移金属をドーピングすると、ゼーベック係数が増大することを見いだした。これにより、熱電材料の発電量の指標となる出力因子が従来の1.5倍に向上した。このn型ビスマス・テルル材と、p型ビスマス・テルル材のインゴットをウエハー形状にスライスし、その上に電極を形成して、切断加工により、ビスマス・テルル材のチップを作製した。
  
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●これらのチップをフレキシブル基板上に高密度に実装し、260対のpn素子からなるフレキシブル熱電モジュールを開発した(上図)。さらに、緻密で均質な焼結体を量産加工できる熱間等方加圧法を用いて、遷移金属をドーピングしたn型ビスマス・テルル材のインゴットを大量生産できる技術を確立した。
  
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産総研で開発したフレキシブル熱電モジュール評価装置(図(a)左)を用いて、真空中で低温側温度30 ℃とし、高温側を100 ℃まで加熱して、最大70 ℃の温度差での発電性能を測定した。
 
●温度差が70 ℃のときの開放起電力は約5.3 V、内部直流抵抗は2.7 Ω、最大発電出力は87 mW/cm2 となった(図(a))。更に曲げ半径50mmで、1000回の曲げ試験を繰り返しても、発電出力の変化は1 %以下と劣化がなく、安定な発電性能を示すことが実証できた(図(b))
  
●同研究グループは今後、今回開発したフレキシブル熱電モジュールの長期信頼性の実証、熱電材料の性能向上などの共同開発をさらに進める。また、今回のフレキシブル熱電モジュールに電源回路や放熱機構を統合した熱電発電システムの開発を進め、製品化を目指すとした。
  
(画像は産総研 プレスリリースより)
  
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最終更新 2018年 1月 29日(月曜日) 09:33  

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