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THERMAL POWER GENERATION ELEMENT UPDATE_EN

Patent code P170014142
File No. S2017-0009-N0
Posted date May 22, 2017
Application number P2016-211227
Publication number P2018-073596A
Date of filing Oct 28, 2016
Date of publication of application May 10, 2018
Inventor
  • (In Japanese)守友 浩
  • (In Japanese)小林 航
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人筑波大学
Title THERMAL POWER GENERATION ELEMENT UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermal power generation element capable of converting thermal energy into electrical energy, using a temperature change of the whole element and capable of achieving slimness.
SOLUTION: A thermal power generation element 1 is structured so that a first electrode 2 and a second electrode 3 face each other through a single electrolyte 4. The first electrode 2 and the second electrode 3 each include a material which makes the same type of metal ions reversibly enter and leave.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

我が国の未利用の産業排熱は、国内で利用されている電力量の2倍以上である。また、我が国に降り注ぐ太陽熱エネルギーは、国内で利用されている電力量の1000倍以上である。これらの熱エネルギーの一部を電気エネルギーに変換できれば、化石エネルギーの消費が抑えられ、二酸化炭素の削減に貢献することができる。

また、人体も熱エネルギーを発散しているため、この熱エネルギーを電気エネルギーに変換できれば、モバイル機器の充電が不要になる。そのためには、室温付近の熱エネルギーを安価に電気エネルギーに変換することができる「熱発電システム」が求められる。

温度差を電気エネルギーに変換する技術としては、例えば、半導体のゼーベック係数を利用した熱発電素子が知られている。この熱発電素子では、室温付近で性能が高い材料(Bi2Te3)が用いられる。しかしながら、この材料は、高価である上に、有毒な元素を含むという問題がある。また、この熱発電素子は、温度勾配をつけるために嵩高いものとなる。

これに対して、特許文献1では、電気化学ゼーベック効果を利用した二次電池に類似する熱発電素子が開示されている。この熱発電素子では、正極と負極に同一の活物質が用いられている。この熱発電素子では、温度差によって両電極間に起電力の差を生じさせることにより、外部回路に電流を流すことができる。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱発電素子に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
第1の電極と第2の電極が、単一の電解質を介して対向してなる熱発電素子であって、
前記第1の電極および前記第2の電極は、同一の金属イオンが可逆的に出入りする材料を含むことを特徴とする熱発電素子。

【請求項2】
 
前記第1の電極は温度の上昇に伴って負の起電力を生じる材料Aを含み、前記第2の電極は温度の上昇に伴って正の起電力を生じる材料Bを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱発電素子。

【請求項3】
 
前記第1の電極は温度の上昇に伴って負の起電力を生じる材料Aまたは温度の上昇に伴って正の起電力を生じる材料Bを含み、前記第2の電極はアルカリ金属Cを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱発電素子。

【請求項4】
 
前記材料Aは-20℃以上で負の起電力を生じる材料であり、前記材料Bは-20℃以上で正の起電力を生じる材料であることを特徴とする請求項2または3に記載の熱発電素子。

【請求項5】
 
前記第1の電極は温度の上昇に伴って構造相転移する材料Dを含み、前記第2の電極はアルカリ金属Cを含むことを特徴とする請求項1に記載の熱発電素子。

【請求項6】
 
前記第1の電極、前記第2の電極および前記電解質を有するユニットが、一方のユニットの前記第1の電極と、他方のユニットの前記第2の電極とが隣り合うように複数積層されてなることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の熱発電素子。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016211227thum.jpg
State of application right Published
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