熱電変換・熱電発電の基礎と熱電発電素子の超高効率化への応用 <オンラインセミナー>

~ 熱電発電およびペルチェ冷却の基礎、熱電物性の基礎と高性能な熱電材料の開発、熱電材料開発における最新の技術動向 ~

・廃熱・未利用熱の活用や省エネルギー性が期待される熱電発電・ペルチェ冷却の基礎からその最高効率を実現するための最新技術まで修得し、高性能な製品の開発に活かすための講座

・熱電素子の普及を妨げる要因となっている変換効率を改善・向上させるための技術と最高の効率を生み出すための材料開発のノウハウを修得し、熱電技術を広く応用しよう!

・近年注目され報道もされた熱電材料と磁性材料の複合化による超高効率熱電素子の実用化動向と今後の展望について詳しく解説します

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・WEB会議システムの使い方がご不明の方は弊社でご説明いたしますのでお気軽にご相談ください。

講師の言葉

 無駄に捨てられている廃熱や地熱・太陽熱などの未利用熱から電力を生み出せる熱電発電技術は、カーボンニュートラルと省エネルギー社会を実現する技術として期待されています。また、ペルチェ冷凍もまた、サイズフリーで冷媒やコンプレッサーを使わない冷却技術として、様々な箇所で使われています。ただし、熱から電力への、また、電力から冷凍能力への変換効率は高くなく、広く社会に普及するためには、これらの効率の向上が強く望まれています。

 熱電発電とペルチェ冷却の性能を決定する支配因子を理解するためには固体物理学の知識を持っている必要がありますが、本講演では、それらをできるだけ平易な言葉で説明しつつ、最高の効率を生み出すための材料設計指針を説明します。また、講演者が最近発見し、新聞でも報道された、熱電技術にブレークスルーをもたらす可能性を秘めた『熱電物性の複合材料』について解説します。

セミナー詳細

開催日時
  • 2024年09月19日(木) 10:30 ~ 17:30
開催場所 オンラインセミナー
カテゴリー オンラインセミナー電気・機械・メカトロ・設備加工・接着接合・材料
受講対象者 ・熱電材料・および熱電素子の研究開発に携わる技術者や開発者の方
・熱電応用技術やモジュール、デバイスの開発に携わる技術者の方
・熱電素子の直接ユーザーやデバイス等を利用している企業の方
予備知識 ・基礎から平易に講義しますので、予備知識は特別必要ありません
修得知識 ・熱電材料や素子の性能を決定する熱電物性の支配因子に関する基礎知識
・熱電応用の最新の研究開発動向と今後の展望
プログラム

1.熱電発電素子とペルチェ素子の基礎

  (1).熱電効果(ゼーベック効果、ペルチェ効果、トムソン効果)

  (2).熱電発電素子とペルチェ冷却素子

  (3).無次元性能指数と変換効率

  (4).熱電素子利用の現状と課題

 

2.熱電物性の制御因子と高性能熱電材料の開発指針

  (1).熱電物性の基礎理論

    a.古典近似と緩和時間近似

    b.線形応答理論(スペクトル伝導度)

    c.電気伝導度

    d.ゼーベック係数

    e.電子熱伝導度

  (2).格子熱伝導度の基礎理論

    a.フォノン分散と波束

    b.フォノン分枝と群速度

    c.緩和時間近似と格子熱伝導度

  (3).単相熱電材料を高性能化する指針

    a.電子構造に求められる条件

    b.結晶構造に求められる条件

 

3.高性能バルク熱電材料の開発

  (1).ナノバルクSi-Ge系熱電材料(ZT > 4)

  (2).Mn-Si系バルク熱電材料(ZT > 1)

  (3).銀カルコゲナイド系フレキシブル熱電材料(ZT>0.7)

 

4.熱電特性の飛躍的な向上と熱電デバイスの高性能化および実用化への展望

  ~複合材料効果による巨大無次元性能指数の達成~

  (1).Cu2Seで観測された巨大無次元性能指数(ZT = 470)

    a.自己調整キャリア濃度効果と複合材料効果

    b.複合材料効果の物理的解釈

    c.類似物質での観測

    d.実用化を妨げる問題点

  (2).Ag2S系材料で観測された巨大無次元性能指数(ZT = 20)

    a.開発指針

    b.観測された物性、出力因子、無次元性能指数の温度依存性

    c.発電特性

    d.実用化に向けた材料改質と問題点

  (3).Fe系薄膜材料で観測された巨大無次元性能指数(ZT = 6)

    a.開発に至った経緯

    b.材料の特徴と物性

  (4).今後の展望

 

 

キーワード 熱電変換材料 熱電発電素子 熱電デバイス ペルチェ素子 ペルチェ冷却 ゼーベック効果 トムソン効果 無次元性能指数ZT 排熱利用 未利用熱 カーボンニュートラル SDGs 省エネルギー
タグ エネルギーエネルギーマネジメントシステム環境金属材料触媒プラント薄膜複合素材車載機器・部品省エネ電気化学電子部品電装品伝熱熱交機器・熱電変換発電
受講料 一般 (1名):49,500円(税込)
同時複数申込の場合(1名):44,000円(税込)
会場
オンラインセミナー
本セミナーは、Web会議システムを使用したオンラインセミナーとして開催します。
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営業時間 月~金:9:00~17:00 / 定休日:土日・祝日