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クラスレート化合物及びその製造方法

国内特許コード P06P004074
整理番号 IP66
掲載日 2006年7月13日
出願番号 特願2004-371428
公開番号 特開2006-176360
登録番号 特許第4665156号
出願日 平成16年12月22日(2004.12.22)
公開日 平成18年7月6日(2006.7.6)
登録日 平成23年1月21日(2011.1.21)
発明者
  • 小柳 剛
  • 岸本 堅剛
出願人
  • 国立大学法人山口大学
発明の名称 クラスレート化合物及びその製造方法
発明の概要

【課題】新規なクラスレート化合物及びクラスレート化合物の新規な製造方法を提供する。また、該クラスレート化合物よりなる新規熱電変換素子をも提供する。
【解決手段】下記組成式(1)で示されるクラスレート化合物。
Sn46-x (0≦x≦10) (1)
(Aは7B族元素、Bはヒ素又はアンチモンを表す)
及び下記組成式(2)で示されるクラスレート化合物の製造方法において、メカニカルアロイング工程を用いることを特徴とする。
46-x (0≦x≦10) (2)
(Aは7B族元素、Bは5B族元素、Cは4B族元素をそれぞれ表す。)
【選択図】なし

従来技術、競合技術の概要


ゼーベック効果を利用した熱電変換素子は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換することを可能とする。その性質を利用し、産業・民生用プロセスや移動体から排出される排熱を有効な電力に変換することができるため、熱電変換素子は、環境問題に配慮した省エネルギー技術として注目されている。



ゼーベック効果を利用した熱電変換素子に用いられる熱電変換材料の性能指数ZTは、下記式(A)で表すことができる。
ZT=ασT/κ(A)
ここで、α、σ、κ及びTは、それぞれ、ゼーベック係数、電気伝導度、熱伝導度及び測定温度を表す。



上記式(A)から明らかなように、熱電変換素子の性能を向上させるためには、素子に用いられる材料のゼーベック係数、電気伝導度を大きくすること、及び、熱伝導度を小さくすることが重要である。



一方、性能指数ZTにおけるZは、有効質量()、移動度(μ)及び熱伝導度(κ)とのに式(B)で表される比例関係を有する。
Z∝m*3/2μ/κ(B)
上記式(B)から、Zを向上させるためには有効質量と移動度とを向上させることが重要であることがわかる。



高い性能指数を示す熱電変換材料として、従来から、ビスマス・テルル系材料、シリコン・ゲルマニウム系材料、鉛・テルル系材料などが知られている。さらに、アルミニウムをドープした酸化亜鉛粉を成形、焼成してなる熱電変換材料が知られている(例えば、特許文献1参照。)。

【特許文献1】特開2002-118296号

産業上の利用分野


本発明は、クラスレート化合物及びクラスレート化合物の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記組成式(1)で表されるクラスレート化合物。
Sn46-X (但し、0<x≦10) (1)
(組成式(1)において、Aは7B族元素、Bはヒ素又はアンチモンを表す。)

【請求項2】
請求項1に記載のクラスレート化合物の製造方法であって、メカニカルアロイングの工程を少なくとも用いるクラスレート化合物の製造方法。
産業区分
  • 無機化合物
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 権利存続中
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