湿式素材プロセッシング（Hydrometallurgy）

[1401-10-10] Bi₂Te₃熱電材料の高性能・低コスト化に関する研究

○仲本 龍一郎¹、横山 俊¹、本宮 憲一¹、原田 晃一¹、高橋 英志¹、田路 和幸¹ (1. 東北大学)

司会：小山和也（千葉工業大学）
Chairman: Kazuya Koyama (Chiba Institute of Technology)

キーワード：熱電材料、Bi2Te3、ナノ粒子、ナノ構造

Bi₂Te₃熱電材料は、低温・小規模の熱エネルギーを電気エネルギーに変換可能な材料として知られている。ただし、発電コストの高さが課題であり、高性能化および低コスト化が求められている。熱電材料の高性能化には、ナノ構造の付与が有効であると報告されており、ナノ粒子の合成・焼結によるナノ界面の導入が行われているが、ナノ粒子の精密なサイズ制御が困難であるために、最適なナノ構造は明らかにされていない。ここで、我々は既にBi₂Te₃ナノ粒子の低コスト合成に成功している。本手法は、アスコルビン酸（ビタミンC）との中間錯体を形成することで、低エネルギー・低コスト合成を可能とした。そこで、本研究は、低コストBi₂Te₃ナノ粒子のサイズを制御することで、焼結後のナノ構造を制御し、熱電材料の最適構造を解明することを目的とした。Bi₂Te₃ナノ粒子のサイズ制御は、反応時の駆動力を制御することで達成された。次に、サイズ制御されたナノ粒子を焼結することで、制御されたナノ構造を持つ熱電材料を作製した。種々の分析を通して、ナノ構造が熱電性能に対して及ぼす効果を評価した。発表において、詳細な結果を報告する。