希土類コバルト酸化物熱電変換材料の創製と評価

抄録

熱電変換材料とは材料に温度差をかけるとキャリアが熱励起され勾配ができ、その温度差に応じて起電力が生じる材料であり、熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換する熱電変換等に利用される。この材料はゼーベック係数S(V/K)、電気抵抗率ρ(Ω/m)および熱伝導率κ(W/mK)を用いて、性能指数Z=S²/ρκ、または無次元性能指数ZT(T：動作温度)によって評価される。これまでコバルト酸ナトリウムNaCo₂O₄は熱電変換材料として高い性能指数を持つことが知られていたが、高温での低耐久性、また潮解性を示すという欠点があった。そこでこれらの問題点を克服し新規な酸化物熱電変換材料を探索することを目的にNaの代わりにEuを用いEu-Co-O系セラミックスを作製し、それらの構造解析、電気的、熱的特性の評価を行った。さらにEu以外の希土類元素を用い、Re-Co-O系セラミックスを作製し、評価を行った。