被覆熱電対/デュープレックスワイヤ 熱電対素線に被覆を施した熱電対線。中の線が二重(デュープレックス)で強度と精度に優れています。 この製品群を見る » 補償導線 熱電対の延長線です。補償導線は熱電対とほぼ同等の熱起電力特性の金属を使用した線のことですが、OMEGAは熱電対と同材質または延長に最適な材料をを使用しています。 この製品群を見る »
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5 cm角)の従来モジュールと比べ、2. 2倍高い4. 1 Wとなった(図2)。 図2 今回の開発技術と従来技術で作製したp型熱電材料の出力因子(左)とモジュールの発電出力(右)の比較 2)高温耐久性の改善 従来の酸化物熱電モジュールでは、800 ℃の一定温度で、一ヶ月間連続して発電しても出力は劣化しなかった。しかし、加熱と冷却を繰り返すサイクル試験では発電出力が最大で20%減少する場合があった。原因は加熱・冷却サイクル中にn型熱電素子に発生する微細なひびであった。今回、n型熱電素子に添加物を加えると、加熱・冷却サイクルによるひびの発生が抑制できることを発見した。このn型熱電素子を用いた熱電モジュールでは、高温側の加熱温度が600 ℃と100 ℃の間で、加熱・冷却サイクルを200回以上繰り返しても、発電出力の劣化は見られなかった。 3)高出力発電を可能にする空冷技術 空冷式は水冷式よりもモジュールの高温側と低温側の温度差が小さくなるため、発電出力が低くなる。そこで、空冷でも水冷並みに効率良く冷却するために、作動液体の蒸発潜熱を利用するヒートパイプを用いた。作動液体の蒸発により、熱電モジュールを効率良く冷却できる。ヒートパイプ、放熱フィン、空冷ファンで冷却用ラジエーターを構成し、熱電モジュールと組み合わせて、空冷式熱電発電装置を製造した(図3)。なお、空冷ファンは、この装置が発電する電力で駆動(約0. 東京 熱 学 熱電. 5 W~0. 8 W)するため、外部の電源や、電池などは不要である。この装置は、加熱温度が500 ℃の場合、2. 3 Wを出力できる。同じ熱電モジュールの水冷時の出力は、同じ条件では2.
0 はあらゆる情報をセンサによって取得し、AI によって解析することで、新たな価値を創造していく社会となる。今後、膨大な数のセンサが設置されることが予想されるが、その電源として、環境中の熱源(排熱や体温等)を直接電力に変換する熱電変換モジュールが注目されている。 本課題では、200年来待望の熱電発電の実用化に向けて、従来の限界を打ち破る効果として、パラマグノンドラグなどの磁性を活用した熱電増強新原理や薄膜効果を活用することにより、前人未踏の超高性能熱電材料を開発する。一方で、これまで成し得なかった産業プロセス・低コスト大量生産に適したモジュール化(多素子に利がある半導体薄膜モジュールおよびフレキシブル大面積熱電発電シートなど)にも取り組む。 世界をリードする熱電研究チームを構築し、将来社会を支えると言われる無数のIoTセンサー・デバイスのための自立電源(熱電池)など、新規産業の創出と市場の開拓を目指す。 研究開発実施体制 〈代表者グループ〉 物質・材料研究機構 〈共同研究グループ〉 NIMS、AIST、ウィーン工科大学、筑波大学、東京大学、東京理科大学、 豊田工業大学、九州工業大学、デバイス関連企業/素材・材料関連企業/モジュール要素技術関連企業等
9964 I 0. 0036 )を、 n型 の素子として用いた。一つの素子のサイズは縦2. 0 mm×横2. 0 mm×高さ4. 2 mmで、熱電変換モジュールは8個のpn素子対から構成される。なお、n型PbTeの ZT の温度依存性は図1 (c)に示す通りで、510 ℃で最大値(1. 3)に達する。p型素子とn型素子の拡散防止層には、それぞれ、鉄(Fe)、Feとコバルト(Co)を主成分とした材料を用いた。低温側を10 ℃に固定して、高温側を300 ℃から600 ℃まで変化させて、出力電力と変換効率を測定した。これらは温度差と共に増加し、高温側が600 ℃のときに、最大出力電力は2. 2 W、最大変換効率は8. 5%に達した(表1)。 有限要素法 を用いて、p型とn型PbTe焼結体の熱電特性から、一段型熱電変換モジュールの性能をシミュレーションしたところ、最大変換効率は11%となった。これよりも、実測の変換効率が低いのは、各種部材間の界面に電気抵抗や熱損失が存在しているためである。今後、これらを改善することで、8. 5%を超える変換効率を実現できる可能性がある。 今回開発した一段型熱電変換モジュールに用いたp型とn型PbTe焼結体は、どちらも300 ℃から650 ℃の温度範囲では高い ZT を示すが、300 ℃以下では ZT が低くなる(図1 (c))。そこで、100 ℃程度の温度で高い ZT (1. 0程度)を示す一般的なテルル化ビスマス(Bi 2 Te 3 )系材料を用いて、8個のpn素子対から構成される熱電変換モジュールを作製した。素子サイズは縦2. 0 mm×高さ2. 熱電対素線 / 被覆熱電対 / 補償導線|オメガエンジニアリング. 0 mmである。このBi 2 Te 3 系熱電変換モジュールをPbTe熱電変換モジュールの低温側に配置して、二段カスケード型熱電変換モジュールを開発した(図2 (b))。ここで、変換効率を向上させるため、Bi 2 Te 3 系熱電変換モジュールの高温側温度が200 ℃になるように、両モジュールのサイズを有限要素法により求めた。二段カスケード型にしたことにより、低温での効率が改善され、高温側600 ℃、低温側10 ℃のときに、最大出力電力1.
15度)に近い、極めて低い温度。ふつう、 ヘリウム の 沸点 である4K(セ氏零下約268度)以下をいい、0. 01K以下をさらに 超低温 とよぶことがある。 超伝導 や 超流動 現象などが現れる。 出典 小学館 デジタル大辞泉について 情報 | 凡例 化学辞典 第2版 「極低温」の解説 極低温 キョクテイオン very low temperature きわめて低い温度領域をさすが,はっきりした限界は決まっていない.10 K 以下の温度をいうこともあれば,液体ヘリウム温度(約5 K 以下)をさすこともある.20 K 以下の温度はヘリウムガスを用いた冷凍機によって得られる.4. 2 K 以下の温度は液体ヘリウムの蒸気圧を減圧することによって得られる. 4 He では0. 7 K, 3 He では0. 3 K までの温度が得られる.それ以下の温度は断熱消磁法(電子断熱消磁法(3×10 -3 K まで)と核断熱消磁法(5×10 -6 K まで)),あるいは液体 4 He 中へ液体 3 He を希釈する方法で得られる.最近,10 m K 以下の温度を超低温とよぶようになった.100 K から約0. 東京熱学 熱電対no:17043. 3 K までの温度測定には,カーボン抵抗体(ラジオ用)あるいはヒ素をドープしたゲルマニウム抵抗体が用いられる.これらの抵抗体の抵抗値に温度の目盛をつけるには,液体 4 He および液体 3 He の飽和蒸気圧-温度の関係(1954年 4 He 目盛,1962年 3 He 目盛)が用いられる.1 K 以下の温度測定は常磁性塩の磁化率が温度に反比例してかわることを利用する. [別用語参照] キュリー温度 , 磁化率温度測定 出典 森北出版「化学辞典(第2版)」 化学辞典 第2版について 情報 ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典 「極低温」の解説 極低温 きょくていおん very low temperature 絶対零度 にきわめて近い低温。その温度範囲は明確ではないが,通常は 液体ヘリウム 4 (沸点 4. 2K) 以下の温度をいう。実験室規模で低温を得るには,80K程度は 液体窒素 ,10K程度は液体 水素 ,1K程度は液体ヘリウム4,0.
(ii),(iv)の過程で作動流体と 同じ温度の熱源に対して熱移動 を生じさせねばならないため,このサイクルは実際には動作しない. ただし,このサイクルにほぼ近い動作をさせることができることが知られている. 可逆サイクルの効率 Carnotサイクルのような可逆サイクルには次のような特徴がある. 可逆サイクルは,熱機関として作動させても,熱ポンプとして作動させても,移動熱量と機械的仕事の関係は同一である. 可逆サイクルの熱効率は不可逆サイクルのそれよりも必ず高い. Carnotサイクルの熱効率は高温源と低温源の温度 $T_1$ と $T_2$ のみで決まり,作動媒体によらない(Carnotの原理). ここでは,いくつかのサイクルによらないエネルギ変換について紹介する. 光→電気変換 光エネルギは,太陽日射が豊富に存在する地上や,太陽系内の宇宙空間などでは重要なエネルギ源である. 光→電気変換は大きく分けて次の2通りに分類される. 光→電気発電(太陽光発電, Photovoltaics) 太陽光(あるいはそれ以外の光)のエネルギによって物体内の電子レベルを変化させ,電位差を生じさせるもので,量子論的発電手法と言える. 太陽電池は基本的に半導体素子であり,その効率は大きさによらない. また,量産化によってコストを大幅に低減できる可能性がある. 低価格化が進めば,発電に要するコストが一般の発電設備のそれとほぼ見合ったものとなる. したがって,問題は如何に効率を向上させるか(=小面積で発電を行うか)である 光→熱→電気変換(太陽熱発電) 太陽ふく射を熱エネルギの形で集め,熱機関を運転して発電器を駆動する形式のエネルギ変換手法である. 火力発電や原子力発電の熱源を太陽熱に置き換えたものと言える. 効率を向上させる,すなわち熱源の温度を高くするためには,太陽ふく射を「集光」する装置が必要である. 燃料電池(fuel cell) 燃料のもつ電気化学的ポテンシャルを直接電気エネルギに置き換える. (化学的ポテンシャルを,熱エネルギに変換するのが「燃焼」であることと対比して考えよ.) 動作原理: 燃料極上で水素 $\mathrm{H_2}$ を,$\mathrm{2H^+}$ と電子 $\mathrm{2e^-}$ とに分解する(触媒反応を利用) $\mathrm{H^+}$ イオンのみが電解質中を移動し,取り残された電子 $\mathrm{e^-}$ は電極(陰極)・負荷を通して陽極へ向かう.
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