産総研、世界最高レベルの出力因子を持つ有機系熱電変換材料を開発

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産業技術総合研究所(産総研)は2017年3月14日、発電性能を示す出力因子が600μW/mK²を超え、しかも印刷によって形成できる、高性能なp型の有機系熱電変換材料を開発したと発表した。この発電性能は世界最高レベルだという。

導電性高分子材料やカーボンナノチューブ-高分子複合材料などの有機系材料は、従来の無機熱電変換材料用いた場合と比較して、軽量で柔軟性があり低コストで製造できるなどの特徴がある。しかし発電性能が著しく低いという課題があった。

今回の研究では、以前より産総研が高性能化に関する研究を進めていた、カーボンナノチューブ-絶縁体高分子複合材料を使用した。絶縁体高分子を材料としたカーボンナノチューブ-絶縁体高分子複合材料は、従来の導電性高分子を用いたものよりも汎用性や耐久性、価格などの面で優れた特性を持つ。

そして、絶縁体高分子としてポリスチレンを用い、さらにカーボンナノチューブの束の直径を低下させることによって、優れた出力因子を持つ材料の開発に成功した。

産総研では今後、さらなる有機系熱電変換材料の性能向上、有機系熱電変換素子の高効率化に取り組み、排熱として破棄されている多くの未利用熱エネルギーの有効活用に貢献することを目指すという。

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